JP2007230412A - Energy absorption member - Google Patents

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貴吏 山口
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健 川崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy absorption member reducing a peak load generated when the energy absorption member is started to be crushed since a high load is applied to transportation equipment when a transportation apparatus is started to collide. <P>SOLUTION: A hole penetrating through a joint-bonding point intersected with a surface plate and a rib regarding the energy absorption member for absorbing the energy of a collision when a railway vehicle collides. Thereby, the peak load applied to the transportation equipment at the starting of the collision is reduced. Namely, the energy absorption member 100 with a hole is constituted of the surface plate 210b constituting the surface of an outer side, the surface plate 210a constituting the surface of an inner side, the rib 220 and the hole 230. The hole 230 is formed so as to penetrate through the joint-bonding point 240 (intersection) where the surface plate 210 and the rib 220 are crossed. In such a constitution, in a cross section of the hole 230, a cross section area of a hollow extrusion material 200 becomes smaller compared with a general cross section. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エネルギー吸収部材に関するものである。   The present invention relates to an energy absorbing member.

鉄道車両，道路車両などに代表される輸送機器では、運行中に予期しない衝突が生じることがある。このため、輸送機器に搭乗している乗員・乗客を保護するために、輸送機器の一部を積極的に変形させてエネルギーを吸収する概念が存在する。すなわち、乗員・乗客が搭乗しており衝突時につぶれないことを目的とした空間（以後、サバイバルゾーンと呼ぶ）と、積極的に変形させてエネルギーを吸収する空間（以後、クラッシャブルゾーンと呼ぶ）を分離して設けるという概念である。   In transportation equipment represented by railway vehicles and road vehicles, unexpected collisions may occur during operation. For this reason, in order to protect the passenger | crew and passenger who are aboard the transport equipment, there exists a concept of absorbing energy by actively deforming a part of the transport equipment. In other words, a space where passengers / passengers are on board and will not collapse in the event of a collision (hereinafter referred to as a survival zone), and a space where energy will be actively absorbed by deformation (hereinafter referred to as a crashable zone). It is a concept of providing separately.

鉄道車両を例に挙げると、クラッシャブルゾーンは、主にエネルギー吸収構造と梁構造という二つの構造に分類できる。エネルギー吸収構造とは衝突時に車体に作用するエネルギーの大部分を吸収する構造であり、主にエネルギー吸収部材により構成される。梁構造とはエネルギー吸収構造やクラッシャブルゾーンに付属する内装構造を支持する構造である。このうち、エネルギー吸収部材の例として、たとえば特開２００４−１６８２１８号公報をあげることができる。当該発明は、焼鈍したアルミ合金製中空押出形材を用いて効率よくエネルギーを吸収することを示している。   Taking a railway vehicle as an example, the crushable zone can be classified mainly into two structures, an energy absorption structure and a beam structure. The energy absorbing structure is a structure that absorbs most of the energy acting on the vehicle body at the time of a collision, and is mainly configured by an energy absorbing member. The beam structure is a structure that supports the energy absorption structure and the interior structure attached to the crushable zone. Among these, as an example of an energy absorption member, JP, 2004-168218, A can be mentioned, for example. The invention shows that energy is efficiently absorbed using an annealed aluminum alloy hollow extruded profile.

特開２００４−１６８２１８号公報JP 2004-168218 A

上記従来技術では、エネルギー吸収部材に障害物が衝突し、エネルギー吸収部材が変形を開始する際に高いピーク荷重が生じる。図１０は輸送機器に対して障害物が衝突した際、輸送機器に作用する荷重と変位の関係（荷重−変位特性）を模式的に表したものである。
図１０によると、荷重−変位特性は複数の波が繰返えされる。接触を開始した直後に高い荷重（Ｆmax ：ピーク荷重）が作用するが、その後、潰れきるまではピーク荷重ほどの大きな荷重の発生がなく潰れが進む。すなわち、エネルギー吸収部材に衝撃荷重が加わると、エネルギー吸収部材はある一定の荷重を超えるまで変形に耐えるが、荷重の限度を超えると一気に潰れが開始しその後潰れ部分の硬化と潰れを繰り返すことになるので、図
１０のような波形の変位が発生することになる。 In the above prior art, when an obstacle collides with the energy absorbing member and the energy absorbing member starts to deform, a high peak load is generated. FIG. 10 schematically shows the relationship between the load and displacement (load-displacement characteristics) acting on the transport device when an obstacle collides with the transport device.
According to FIG. 10, a plurality of waves are repeated in the load-displacement characteristic. A high load (F max : peak load) acts immediately after the start of contact, but after that, until the crushing is completed, the crushing proceeds without generating a load as large as the peak load. That is, when an impact load is applied to the energy absorbing member, the energy absorbing member resists deformation until it exceeds a certain load, but when the load limit is exceeded, crushing starts at once, and then the crushing portion is repeatedly cured and crushed. Therefore, a waveform displacement as shown in FIG. 10 occurs.

エネルギー吸収部材のエネルギー吸収量は、前記荷重−変位特性の面積であり、平均圧潰荷重(Ｆave)と圧潰ストローク(δmax)の積で表せる。よって、平均圧潰荷重（Ｆave）と圧潰ストローク（δmax ）を大きくすれば、エネルギー吸収部材のエネルギー吸収量を大きくすることができる。しかし、実際の設計では、クラッシャブルゾーンはサバイバルスゾーンよりも先に潰れて乗客や乗員に被害が及ばないように、エネルギー吸収部材の圧潰荷重をサバイバルスゾーンの圧潰開始荷重（Ｆs ）よりも小さくする必要がある。また、エネルギー吸収部材の圧潰ストロークはクラシャブルゾーンの圧潰方向の長さ（δc ）に制限される。従って、エネルギー吸収部材の最適設計では、荷重と変位がサバイバルスゾーンの圧潰開始荷重（Ｆs ）とクラシャブルゾーンの圧潰方向の長さ（δc ）より小さい範囲内で平均圧潰荷重と圧潰ストロークを最大にする必要がある。 The energy absorption amount of the energy absorbing member is an area of the load-displacement characteristic, and can be expressed as a product of an average crush load (F ave ) and a crush stroke (δ max ). Therefore, if the average crushing load (F ave ) and the crushing stroke (δ max ) are increased, the energy absorption amount of the energy absorbing member can be increased. However, in the actual design, the crushable zone is crushed before the survival zone and the passengers and passengers are not damaged, so the crushing load of the energy absorbing member is greater than the crushing start load (F s ) of the survival zone. Need to be smaller. Further, the crushing stroke of the energy absorbing member is limited to the length (δ c ) of the crushable zone in the crushing direction. Therefore, in the optimum design of the energy absorbing member, the average crushing load and crushing stroke are such that the load and displacement are smaller than the crushing start load (F s ) of the survival zone and the crushable zone crushing direction length (δ c ). Need to be maximized.

本発明の目的は、エネルギー吸収部材が潰れを開始する際に生じるピーク荷重を低減したエネルギー吸収部材を提供することにある。   The objective of this invention is providing the energy absorption member which reduced the peak load produced when an energy absorption member starts crushing.

上記目的は、２枚平行に配置した板材と、この板材の内側面板間を接続する複数のリブとから構成される中空形材であって、前記板材と前記リブとが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたことにより達成される。   The above-mentioned object is a hollow shape member composed of two plate members arranged in parallel and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member, and a hole penetrating an intersection where the plate member and the rib intersect This is achieved by providing a part of the hollow profile.

また上記目的は、前記中空形材を筒状に組合せたエネルギー吸収部材であって、相対する中空形材の同じ位置に穴を設けたことにより達成される。   The above-mentioned object is achieved by providing an energy absorbing member in which the hollow shape members are combined in a cylindrical shape, and providing a hole at the same position of the opposite hollow shape members.

また上記目的は、４面が前記中空形材からなり中央部が中空の四角柱のエネルギー吸収部材であって、前記板材と前記リブが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたことにより達成される。   Further, the above object is an energy absorbing member of a quadrangular prism whose four surfaces are made of the hollow shape and whose center is hollow, and a hole penetrating the intersection where the plate material and the rib intersect is formed in a part of the hollow shape. This is achieved by providing it.

また上記目的は、前記エネルギー吸収部材を直列に複数段組合せたエネルギー吸収部材であって、各段のエネルギー吸収部材に穴をあけることにより達成される。   The above-mentioned object is an energy absorbing member obtained by combining a plurality of stages of the energy absorbing members in series, and is achieved by making a hole in each stage of the energy absorbing member.

また上記目的は、前記中空形材を配管，配線ケーブルなどを通して固定することにより達成される。   Further, the above object is achieved by fixing the hollow shape member through a pipe, a wiring cable or the like.

また上記目的は、前記中空形材に設けられた穴をシールなどで閉塞したことにより達成される。   The above object is achieved by closing the hole provided in the hollow shape member with a seal or the like.

本発明によれば、エネルギー吸収部材が潰れを開始する際に生じるピーク荷重を低減したエネルギー吸収部材を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy absorption member which reduced the peak load produced when an energy absorption member starts crushing can be provided.

さて、不測の衝突事故が発生してしまった場合、衝突時の衝撃をエネルギー吸収部材に吸収させて乗員乗客への衝撃をできるだけ小さくすることが要求される。例えば上記特許文献１のようなエネルギー吸収部材を鉄道車両の全面に取付けて衝突試験を行うと、図
１０で説明したようにあるピーク荷重を超えると一気に潰れを開始しその後は硬化と潰れが繰り返されるのでピーク荷重を小さくしてやれば波形変形を小さくなることが分かった。 Now, when an unexpected collision accident has occurred, it is required to make the energy absorbing member absorb the impact at the time of the collision so that the impact on the passenger is as small as possible. For example, when an energy absorbing member such as the above-mentioned Patent Document 1 is attached to the entire surface of a railway vehicle and a collision test is performed, as described in FIG. 10, when a certain peak load is exceeded, crushing starts at once, and then hardening and crushing are repeated. Therefore, it was found that if the peak load is reduced, the waveform deformation is reduced.

そこで本発明の発明者らは潰れ開始点について種々検討した。
以下、本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の実施例を図で説明する。
図１は一般的な鉄道車両構体を説明するための鉄道車両の斜視図である。
図１において、鉄道車両構体１は屋根を形成する屋根構体２、車体長手方向に対して両端を閉鎖する面を形成する妻構体３、車体長手方向に対して左右の面を形成する側構体４および床面を形成する台枠５から構成されている。側構体４の最下部かつ台枠５の両端には、側梁６が設けられている。また、側構体４には窓や出入口の開口がある。 Therefore, the inventors of the present invention have made various studies on the crush start point.
Hereinafter, an embodiment when the present invention is applied to a railway vehicle structure will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a railway vehicle for explaining a general railway vehicle structure.
In FIG. 1, a railcar structure 1 includes a roof structure 2 that forms a roof, a wife structure 3 that forms surfaces that close both ends with respect to the longitudinal direction of the vehicle body, and a side structure 4 that forms left and right surfaces with respect to the longitudinal direction of the vehicle body. And a frame 5 that forms a floor surface. Side beams 6 are provided at the lowermost part of the side structure 4 and at both ends of the frame 5. Further, the side structure 4 has a window and an opening of an entrance / exit.

このような基本構造を持つ鉄道車両構体１は、衝突時に乗員・乗客の生命を保護するサバイバルゾーン１０と衝突時に生じるエネルギーを吸収するクラッシャブルゾーン１１とで構成されている。サバイバルゾーン１０は車両の長手方向の中央に設置されている。クラッシャブルゾーン１１は車両の長手方向の両端部に存在し、あたかもサバイバルゾーン１０を挟み込むように配置されている。   The railway vehicle structure 1 having such a basic structure includes a survival zone 10 that protects the lives of passengers and passengers at the time of a collision and a crashable zone 11 that absorbs energy generated at the time of the collision. The survival zone 10 is installed at the center in the longitudinal direction of the vehicle. The crushable zone 11 exists at both ends in the longitudinal direction of the vehicle and is arranged as if sandwiching the survival zone 10.

図１では運転台を有さない車両を用いて構造を説明したが、運転台を有する車両でも、基本的な構造およびクラッシャブルゾーン１１とサバイバルゾーン１０の相対的な配置は変わらない。   Although the structure is described using a vehicle having no cab in FIG. 1, the basic structure and the relative arrangement of the crushable zone 11 and the survival zone 10 are not changed even in a vehicle having a cab.

図２はエネルギー吸収部材を取付けた車両端部におけるクラッシャブルゾーンの側面図である。
図２において、クラッシャブルゾーン１１を構成する主な部材として、梁部材４０，運転台床５０，外板６０とエネルギー吸収部材１００をあげることができる。運転台を有するクラッシャブルゾーン１１には、運転手が前方を確認するための窓７０が車両端部に設けられている。図中、車両端部が丸くなる構造を例として示しているが、車両端部を実質的に平面で構成しても、本実施例は同様に適用可能である。 FIG. 2 is a side view of the crushable zone at the end of the vehicle to which the energy absorbing member is attached.
In FIG. 2, the beam member 40, the cab floor 50, the outer plate 60, and the energy absorbing member 100 can be cited as main members constituting the crushable zone 11. In the crushable zone 11 having the driver's cab, a window 70 is provided at the end of the vehicle for the driver to confirm the front. In the drawing, the structure in which the vehicle end is rounded is shown as an example, but the present embodiment can be similarly applied even if the vehicle end is substantially planar.

梁部材４０と運転台床５０は、クラッシャブルゾーン全体の通常運用に伴って生じる強度や振動に対応している。すなわち、運転手や機器の質量、通常運用中に作用する振動に対して十分耐えうる構造となっている。外板６０は、外観および走行時の風圧を制御するために設けられているものであり、衝突時の挙動にはほとんど影響を及ぼさない。   The beam member 40 and the cab floor 50 correspond to the strength and vibration generated during normal operation of the entire crushable zone. In other words, it has a structure that can sufficiently withstand the mass of the driver and equipment, and the vibration that acts during normal operation. The outer plate 60 is provided to control the appearance and the wind pressure during traveling, and hardly affects the behavior at the time of collision.

台枠５の先端には、エネルギー吸収部材１００が設置されている。図２では運転台床
５０が車両の台枠５よりも高い位置に存在するが、運転台の床高さは台枠５との相対的な高さにかかわらず、本実施例を適用するにあたってはまったく問題とならない。エネルギー吸収部材１００は、梁部材４０にレール長手方向に配置されている。図２では、１個のエネルギー吸収部材を利用しているが、エネルギー吸収特性に応じて、複数のエネルギー吸収部材を組合せても構わない。 An energy absorbing member 100 is installed at the tip of the underframe 5. In FIG. 2, the cab floor 50 exists at a position higher than the vehicle frame 5, but the floor height of the cab is applied regardless of the relative height with the frame 5. Is not a problem at all. The energy absorbing member 100 is disposed on the beam member 40 in the rail longitudinal direction. In FIG. 2, one energy absorbing member is used, but a plurality of energy absorbing members may be combined according to the energy absorption characteristics.

エネルギー吸収部材１００と梁部材４０は、衝突時に互いの変形を拘束しないような連結関係にある。すなわち、まったく結合されていない或いは、全体からみると十分に弱い結合であり、衝突時にお互いの変形を拘束しない程度の結合である。エネルギー吸収部材と運転台床の連結関係も、エネルギー吸収部材１００と梁部材４０の結合と同様である。エネルギー吸収部材１００は、ジグ１０５により、サバイバルゾーン１０またはクラッシャブルゾーン１０に対して連結されている。エネルギー吸収部材１００とジグ１０５の連結は溶接やボルトなどを用いて強固に行われる。   The energy absorbing member 100 and the beam member 40 are connected so as not to restrain each other's deformation at the time of collision. That is, they are not coupled at all or are sufficiently weak when viewed from the whole, and are couplings that do not constrain deformation of each other at the time of collision. The connection relationship between the energy absorbing member and the cab floor is the same as the connection between the energy absorbing member 100 and the beam member 40. The energy absorbing member 100 is connected to the survival zone 10 or the crushable zone 10 by a jig 105. The energy absorbing member 100 and the jig 105 are firmly connected using welding or bolts.

エネルギー吸収部材１００の車端側端部は、実質的に他の部材と連結されない。すなわち、衝突時に全体の変形モードを大きく変化させるような連結はされていない。言い換えれば、通常運用時に影響を及ぼす或いは衝突時に変形モードがほとんど変わらないような連結は、本発明と同等の効果を有することになる。   The vehicle end side end portion of the energy absorbing member 100 is not substantially connected to another member. That is, there is no connection that greatly changes the overall deformation mode at the time of collision. In other words, a connection that has an effect during normal operation or whose deformation mode hardly changes at the time of a collision has the same effect as the present invention.

図３はエネルギー吸収部材を備えた車両の正面図である。
図３において、車体全体の大部分は外板６０により覆われており、部分的に窓７０が存在する。クラッシャブルゾーン１１において、外板６０に覆われた内部には、エネルギー吸収部材１００，運転台床５０，梁部材４０が存在する。運転台床５０は、台枠５よりも高い位置に存在していることがわかる。 FIG. 3 is a front view of a vehicle provided with an energy absorbing member.
In FIG. 3, most of the entire vehicle body is covered with an outer plate 60, and a window 70 is partially present. In the crushable zone 11, the energy absorbing member 100, the cab floor 50, and the beam member 40 are present inside the outer plate 60. It can be seen that the cab floor 50 exists at a position higher than the underframe 5.

図４はエネルギー吸収部材を備えた車両の上面図である。
図４において、車体全体は外板６０により覆われており、部分的に窓７０が存在する。クラッシャブルゾーン１１において、外板６０に覆われた内部には、エネルギー吸収部材１００，運転台床５０，梁部材４０が存在する。運転台床５０の枕木方向の幅とレール方向長さは、クラッシャブルゾーン１１とほぼ等しい。梁部材４０は、クラッシャブルゾーンの外側をなぞるように配置されている。外板６０は、梁部材４０に接続している。エネルギー吸収部材１００は、幅方向に関して対称に対になって設置されている。このエネルギー吸収部材１００は上述したようにジグ１０５を介して車両本体に固定されている。左右のエネルギー吸収部材１００に関して、サバイバルゾーンから先端までの長さは同じである。すなわち、図３および図４から、左右対称に設置されたエネルギー吸収部材１００の対は実質的に対称な位置と形状である。 FIG. 4 is a top view of a vehicle provided with an energy absorbing member.
In FIG. 4, the entire vehicle body is covered with an outer plate 60, and a window 70 is partially present. In the crushable zone 11, the energy absorbing member 100, the cab floor 50, and the beam member 40 are present inside the outer plate 60. The width of the cab floor 50 in the sleeper direction and the length in the rail direction are substantially equal to the crushable zone 11. The beam member 40 is disposed so as to trace the outside of the crushable zone. The outer plate 60 is connected to the beam member 40. The energy absorbing members 100 are installed in pairs symmetrically with respect to the width direction. The energy absorbing member 100 is fixed to the vehicle body via the jig 105 as described above. Regarding the left and right energy absorbing members 100, the length from the survival zone to the tip is the same. That is, from FIG. 3 and FIG. 4, the pair of energy absorbing members 100 installed symmetrically has a substantially symmetrical position and shape.

図５はひとつのエネルギー吸収部材の斜視図である。
図５において、エネルギー吸収部材１００は中空押出形材２００とふさぎ板１１０により構成されている。エネルギー吸収部材１００は４枚の中空押出形材２００を箱状に組合わせて構成され、中空押出形材２００の長手方向端面となった開口部はふさぎ板１１０で閉塞されている。ふさぎ板１１０と中空押出形材２００は溶接に代表されるような接合方法により強固に接続されている。 FIG. 5 is a perspective view of one energy absorbing member.
In FIG. 5, the energy absorbing member 100 includes a hollow extruded shape member 200 and a cover plate 110. The energy absorbing member 100 is configured by combining four hollow extruded profiles 200 in a box shape, and the opening that is the end face in the longitudinal direction of the hollow extruded profile 200 is closed by a cover plate 110. The cover plate 110 and the hollow extruded shape member 200 are firmly connected by a joining method represented by welding.

図６はエネルギー吸収部材を構成する中空押出形材の斜視断面図である。
図６において、エネルギー吸収部材１００の四辺は中空押出形材２００で構成されており、中空押出形材２００で囲まれたエネルギー吸収部材１００の内部は空間となっている。 FIG. 6 is a perspective cross-sectional view of a hollow extruded profile constituting the energy absorbing member.
In FIG. 6, four sides of the energy absorbing member 100 are constituted by a hollow extruded shape member 200, and the interior of the energy absorbing member 100 surrounded by the hollow extruded shape member 200 is a space.

図７はエネルギー吸収部材１００を構成する中空押出形材２００の断面図である。
図７において、中空押出形材２００は、二枚の実質的に平行な面板２１０ａ，２１０ｂと、この面板を接続する複数のリブ２２０により構成される。リブ２２０と面板２１０により囲まれる空間の幅方向断面はあたかも三角形を呈している。中空押出形材２００の材料はアルミニウム合金をはじめとする軽合金である。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a hollow extruded shape member 200 constituting the energy absorbing member 100.
In FIG. 7, a hollow extruded shape member 200 is constituted by two substantially parallel face plates 210a and 210b and a plurality of ribs 220 connecting the face plates. The cross section in the width direction of the space surrounded by the rib 220 and the face plate 210 has a triangular shape. The material of the hollow extruded shape member 200 is a light alloy such as an aluminum alloy.

図８は本発明の一実施例である穴開きエネルギー吸収部材構造を説明する図であり、断面Ａ−Ａは穴がない部分を構成する中空押出形材２００の断面図、断面Ｂ−Ｂは穴を設けた部分の中空押出形材２００の断面図である。
図８の断面Ａ−Ａにおいて、中空押出形材２００の断面形状は外側の表面を構成する面板２１０ｂ（板材），内側の表面を構成する面板２１０ａおよびリブ２２０により構成されている。これは、押出しの際に成形された断面形状と同じである。
断面Ｂ−Ｂにおいて、中空押出形材２００の断面形状は断面Ａ−Ａの断面形状に穴230を追加した構成からなる。穴２３０は、異物がエネルギー吸収部材へ入り込まないように、座屈に影響のない薄い板などで閉塞することも可能である。 FIG. 8 is a view for explaining a perforated energy absorbing member structure according to an embodiment of the present invention. A cross-section AA is a cross-sectional view of a hollow extruded profile 200 that forms a portion without a hole, and a cross-section BB is It is sectional drawing of the hollow extruded shape part 200 of the part which provided the hole.
8, the cross-sectional shape of the hollow extruded shape member 200 is constituted by a face plate 210b (plate material) constituting the outer surface, a face plate 210a constituting the inner surface, and a rib 220. This is the same as the cross-sectional shape formed during extrusion.
In the cross section BB, the cross sectional shape of the hollow extruded shape member 200 is configured by adding a hole 230 to the cross sectional shape of the cross section AA. The hole 230 can be closed with a thin plate that does not affect buckling so that foreign matter does not enter the energy absorbing member.

図９は穴付きのエネルギー吸収部材１００の斜視断面図である。
図９において、穴付エネルギー吸収部材１００は外側の表面を構成する面板２１０ｂ，内側の表面を構成する面板２１０ａ，リブ２２０および穴２３０により構成されている。穴２３０は面板２１０とリブ２２０が交わる結節点２４０（交点）を貫通するようにあけられる。かかる構成において、穴２３０の断面Ｂ−Ｂは、一般断面Ａ−Ａと比較して中空押出形材２００の断面積が小さくなる。 FIG. 9 is a perspective sectional view of the energy absorbing member 100 with holes.
In FIG. 9, the energy absorbing member 100 with a hole is constituted by a face plate 210 b constituting an outer surface, a face plate 210 a constituting an inner surface, a rib 220, and a hole 230. The hole 230 is formed so as to penetrate the node 240 (intersection) where the face plate 210 and the rib 220 intersect. In such a configuration, the cross-sectional area of the hollow extruded profile 200 is smaller in the cross section BB of the hole 230 than in the general cross section AA.

図１１に穴付きのエネルギー吸収部材１００の荷重−変位特性を示す。   FIG. 11 shows the load-displacement characteristics of the energy absorbing member 100 with holes.

図１１において、穴なしを点線で、穴ありを実線で示すように、障害物が衝突してエネルギー吸収部材１００が変形を開始した場合、断面積が小さい穴２３０から座屈が生じるため初期のピーク荷重を小さくすることができる。穴２３０が座屈によって潰れると一般断面Ａ−Ａと同じ断面積となり、穴なしのエネルギー吸収部材１００の圧潰特性に戻る。これにより、エネルギー吸収部材が変形を開始する際に車体に作用する荷重を小さくすることができる。   In FIG. 11, as shown by a dotted line with no hole and a solid line with a hole, when an obstacle collides and the energy absorbing member 100 starts to deform, buckling occurs from the hole 230 having a small cross-sectional area, so Peak load can be reduced. When the hole 230 is crushed by buckling, the cross-sectional area is the same as the general cross section AA, and the crushing characteristic of the energy absorbing member 100 without the hole is restored. Thereby, the load acting on the vehicle body when the energy absorbing member starts to be deformed can be reduced.

上記実施例では、相対する中空押出形材２００の中心に１つの穴を開けた例を示した。しかし、穴を開ける面板２１０やリブの２２０の構成および穴の位置，サイズ，個数，形状を適宜組合せることによっても同等の効果を得ることができる。   In the said Example, the example which opened one hole in the center of the opposite hollow extrusion shape member 200 was shown. However, the same effect can also be obtained by appropriately combining the structure of the face plate 210 and the rib 220 for making holes and the position, size, number, and shape of the holes.

図１２は、本発明の第二の実施例を示すものであり、穴ありおよび穴なしのエネルギー吸収部材１００の斜視断面図である。
図１２において、穴ありエネルギー吸収部材１００ｂの穴の位置は、穴なしエネルギー吸収部材１００ａの初期の座屈位置における高さ（Ｈ）とする。穴なしエネルギー吸収部材１００ａの座屈位置は、例えばエンジニアリング系解析ソフトなどの数値シミュレーションにより予測する。 FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, and is a perspective sectional view of an energy absorbing member 100 with and without holes.
In FIG. 12, the position of the hole of the energy absorbing member 100b with holes is the height (H) at the initial buckling position of the energy absorbing member 100a without holes. The buckling position of the holeless energy absorbing member 100a is predicted by numerical simulation such as engineering analysis software.

かかる構成において、あらゆる断面形状の中空形材および中空形材の固定方法に固有の座屈モードに対応して、圧潰開始時のピーク荷重を小さくすることができる。   In such a configuration, the peak load at the start of crushing can be reduced in correspondence with the hollow shape member having any cross-sectional shape and the buckling mode inherent to the fixing method of the hollow shape member.

上記実施例では、初期のピーク荷重に着目した例を示した。しかし、穴が潰れきってからの第２，第３のピーク荷重に対しても座屈位置に穴をあけることによって同等の効果を得ることができる。   In the said Example, the example which paid its attention to the initial peak load was shown. However, an equivalent effect can be obtained by making a hole at the buckling position even with respect to the second and third peak loads after the hole is completely crushed.

図１３は、本発明の第三の実施例を示すものであり、穴ありおよび穴なしのエネルギー吸収部材１００の斜視断面図である。
図１３において、穴ありエネルギー吸収部材１００ｂの穴の大きさは、穴なしエネルギー吸収部材１００ａの座屈変形で生じるシワ２５０の高さ（Ｈ）以内とする。穴なしエネルギー吸収部材１００ａのシワの大きさは、例えばＬＳ−ＤＹＮＡなどの数値シミュレーションにより予測する。 FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention and is a perspective sectional view of the energy absorbing member 100 with and without holes.
In FIG. 13, the size of the hole of the energy absorbing member 100b with holes is set to be within the height (H) of the wrinkles 250 generated by buckling deformation of the energy absorbing member 100a without holes. The size of the wrinkles of the holeless energy absorbing member 100a is predicted by a numerical simulation such as LS-DYNA.

かかる構成において、あらゆる断面形状の中空形材および中空形材の固定方法に固有の座屈モードに対応して、圧潰開始時のピーク荷重を小さくすることができる。このとき、エネルギー吸収部材１００が所定の座屈荷重で潰れはじめる断面積（＝座屈荷重／材料の降伏応力）となるように、穴の形状を楕円，長方形などに変更したり、複数の穴に分割して配置する。   In such a configuration, the peak load at the start of crushing can be reduced in correspondence with the hollow shape member having any cross-sectional shape and the buckling mode inherent to the fixing method of the hollow shape member. At this time, the shape of the hole is changed to an ellipse, a rectangle, or the like so that the energy absorption member 100 has a cross-sectional area (= buckling load / yield stress of the material) that starts to collapse with a predetermined buckling load, Divide and arrange.

図１４に、本発明の第四の実施例を示す。エネルギー吸収部材１００は、ワイヤー260によって穴２３０に固定される。   FIG. 14 shows a fourth embodiment of the present invention. The energy absorbing member 100 is fixed to the hole 230 by a wire 260.

かかる構成において、エネルギー吸収部材１００はワイヤー２６０によって固定されているので、走行中の振動や圧潰時の倒れこみを防ぐことができる。   In such a configuration, since the energy absorbing member 100 is fixed by the wire 260, vibration during traveling and collapse during collapse can be prevented.

各実施例では先頭車両の衝突を想定して先頭車両の先端部にエネルギー吸収部材を取付けた例で説明したが、鉄道車両の側壁に取付けても構わない。またエネルギー吸収部材を周辺部品の取付け部材として利用することも可能である。   In each embodiment, the example in which the energy absorbing member is attached to the front end portion of the leading vehicle assuming the collision of the leading vehicle has been described. However, the energy absorbing member may be attached to the side wall of the railway vehicle. It is also possible to use the energy absorbing member as a mounting member for peripheral parts.

以上のごとく本発明は、
１．２枚平行に配置した板材と、この板材の内側面板間を接続する複数のリブとから構成される中空形材であって、前記板材と前記リブとが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたこと。
２．前記中空形材を筒状に組合せたエネルギー吸収部材であって、相対する中空形材の同じ位置に穴を設けたこと。
３．４面が前記中空形材からなり中央部が中空の四角柱のエネルギー吸収部材であって、前記板材と前記リブが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたこと。
４．前記エネルギー吸収部材を直列に複数段組合せたエネルギー吸収部材であって、各段のエネルギー吸収部材に穴をあけること。
５．前記中空形材を配管，配線ケーブルなどを通して固定すること。
６．前記中空形材に設けられた穴をシールなどで閉塞したこと。 As described above, the present invention
1.2 A hollow member composed of a plate member arranged in parallel and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member, wherein the hole penetrating the intersection where the plate member and the rib intersect Provided in a part of the hollow shape.
2. An energy absorbing member in which the hollow members are combined in a cylindrical shape, and a hole is provided at the same position of the opposite hollow members.
3.4 A rectangular prism energy absorbing member having a hollow surface formed on the 3.4 side and a hollow center portion, and a hole penetrating the intersection where the plate material and the rib intersect is provided in a part of the hollow shape material. .
4). An energy absorbing member obtained by combining a plurality of stages of the energy absorbing members in series, and a hole is formed in each stage of the energy absorbing member.
5). Fix the hollow profile through piping, wiring cables, etc.
6). The hole provided in the hollow shape member is closed with a seal or the like.

これにより、鉄道車両をはじめとする輸送機器構造物が運行中に物体と予期せず衝突した場合に衝突により生じるエネルギーを吸収することが可能であるばかりでなく、鉄道車両に装着するのに好適なエネルギー吸収部材を提供できる。   This makes it possible not only to absorb energy generated by collision when a transportation equipment structure such as a railway vehicle collides with an object unexpectedly during operation, but is also suitable for mounting on a railway vehicle. An energy absorbing member can be provided.

一般的な鉄道車両の斜視図である。1 is a perspective view of a general railway vehicle. エネルギー吸収部材を装着した鉄道車両の側面図である。It is a side view of a railway vehicle equipped with an energy absorbing member. エネルギー吸収部材を装着した鉄道車両の正面図である。It is a front view of a railway vehicle equipped with an energy absorbing member. エネルギー吸収部材を装着した鉄道車両の平面図である。It is a top view of a railway vehicle equipped with an energy absorbing member. エネルギー吸収部材の斜視図である。It is a perspective view of an energy absorption member. エネルギー吸収部材の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of an energy absorption member. エネルギー吸収部材を構成する中空押出形材の断面図である。It is sectional drawing of the hollow extrusion shape material which comprises an energy absorption member. 本発明一実施例を備えたエネルギー吸収部材の側面図と断面図である。It is the side view and sectional drawing of an energy absorption member provided with one Example of this invention. 本発明一実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of an energy absorption member provided with one example of the present invention. 従来のエネルギー吸収部材の荷重−変位特性図である。It is a load-displacement characteristic view of a conventional energy absorbing member. 穴付きのエネルギー吸収部材の荷重−変位特性図である。It is a load-displacement characteristic view of an energy absorbing member with a hole. 他の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of an energy absorption member provided with other examples. 他の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of an energy absorption member provided with other examples. 他の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of an energy absorption member provided with other examples.

符号の説明Explanation of symbols

１…鉄道車両構体、２…屋根構体、３…妻構体、４…側構体、５…台枠、６…側梁、
１０…サバイバルゾーン、１１…クラッシャブルゾーン、４０…梁部材、５０…運転台床、６０…外板、７０…窓、１００…エネルギー吸収部材、１０５…ジグ、１１０…ふさぎ板、１５０…障害物、２００…中空押出形材、２１０…面板、２２０…リブ、２３０…穴、２４０…結節点、２５０…シワ、２６０…ワイヤー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Railway vehicle structure, 2 ... Roof structure, 3 ... Wife structure, 4 ... Side structure, 5 ... Underframe, 6 ... Side beam,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Survival zone, 11 ... Crushable zone, 40 ... Beam member, 50 ... Driver's cab floor, 60 ... Outer plate, 70 ... Window, 100 ... Energy absorption member, 105 ... Jig, 110 ... Cover plate, 150 ... Obstacle , 200 ... hollow extruded profile, 210 ... face plate, 220 ... rib, 230 ... hole, 240 ... knot, 250 ... wrinkle, 260 ... wire.

Claims (6)

２枚平行に配置した板材と、この板材の内側面板間を接続する複数のリブとから構成される中空形材であって、
前記板材と前記リブとが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたことを特徴とするエネルギー吸収部材。 It is a hollow shape composed of two plate members arranged in parallel and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member,
An energy absorbing member, wherein a hole penetrating an intersection where the plate material and the rib intersect is provided in a part of the hollow shape member. 請求項１記載のエネルギー吸収部材において、
前記中空形材を筒状に組合せたエネルギー吸収部材であって、相対する中空形材の同じ位置に穴を設けたことを特徴とするエネルギー吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
An energy absorbing member in which the hollow members are combined in a cylindrical shape, wherein a hole is provided at the same position of the opposing hollow members. 請求項１記載のエネルギー吸収部材において、
４面が前記中空形材からなり中央部が中空の四角柱のエネルギー吸収部材であって、前記板材と前記リブが交わる交点を貫通する穴を前記中空形材の一部に設けたことを特徴とするエネルギー吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
A quadrangular prism energy absorbing member having four surfaces formed of the hollow shape and having a hollow central portion, and a hole penetrating an intersection where the plate material and the rib intersect is provided in a part of the hollow shape. An energy absorbing member. 請求項１記載のエネルギー吸収部材において、
前記エネルギー吸収部材を直列に複数段組合せたエネルギー吸収部材であって、各段のエネルギー吸収部材に穴をあけることを特徴とするエネルギー吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
An energy absorbing member obtained by combining a plurality of stages of the energy absorbing member in series, wherein the energy absorbing member at each stage is perforated. 請求項１記載のエネルギー吸収部材において、
前記中空形材を配管，配線ケーブルなどを通して固定することを特徴とするエネルギー吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
An energy absorbing member, wherein the hollow shape member is fixed through a pipe, a wiring cable or the like. 請求項１記載のエネルギー吸収部材において、
前記中空形材に設けられた穴をシールなどで閉塞したことを特徴とするエネルギー吸収部材。
The energy absorbing member according to claim 1,
An energy absorbing member, wherein a hole provided in the hollow shape member is closed with a seal or the like.
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