JP2007253905A - Energy absorbing structure - Google Patents

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隆久 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently absorb energy even if a bending moment is applied in a ride-over collision, and to reduce the peak load applied when buckling starts, in regard to the energy absorbing structure for absorbing collision energy in a collision of railroad vehicles. <P>SOLUTION: In the energy absorbing structure for absorbing collision energy in a collision of railroad vehicles, energy absorbing members 100 are arranged in two stages of an upper and a lower stages, and length of the upper and the lower energy absorbing members are formed different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄道車両に関するものである。   The present invention relates to a railway vehicle.

鉄道車両や道路車両などに代表される輸送機器では、運行中に予期せぬ衝突事故が発生することを想定しなくてはならない。そのため輸送機器の設計にあたっては搭乗している乗員・乗客を最優先に保護することが構造概念として存在する。その構造概念とは、乗員・乗客が搭乗している部分を衝突による圧壊から防止することを目的とした空間（以後、サバイバルゾーンと呼ぶ）と、逆に圧壊を積極的に受け入れることによって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）を設けるという概念である。近年この概念は輸送機器の設計に積極的に取り入れられるようになっている。   In transportation equipment represented by railway vehicles and road vehicles, it must be assumed that an unexpected collision will occur during operation. Therefore, in the design of transportation equipment, there is a structural concept that protects passengers and passengers on board with the highest priority. The structural concept is a space (hereinafter referred to as a survival zone) that is intended to prevent passengers / passengers from collapsing due to a collision, and on the contrary, it is deformed by actively accepting crushing. This is a concept of providing a space for absorbing energy (hereinafter referred to as a crushable zone). In recent years this concept has been actively incorporated into the design of transportation equipment.

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の搭載である。一方、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。 Taking a railway vehicle as an example, the crushable zone can be classified 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 mounted with an energy absorbing member. On the other hand, the beam structure is a structure that supports the energy absorption structure and the interior structure attached to the crushable zone.

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（特許文献１）をあげることができる。
この特許文献１では、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。また、クラッシャブル構造の例として、特開２００４−
２６８６９４号公報（特許文献２）をあげることができる。この特許文献２では、運転台の床高さをサバイバルゾーンの床高さと比較して高くすることが開示されている。 Among these, as an example of an energy absorption member, JP, 2004-168218, A (patent documents 1) can be mention | raise | lifted, for example.
This Patent Document 1 shows that energy is efficiently absorbed using a hollow extruded aluminum alloy profile. Moreover, as an example of a crushable structure, JP-A-2004-2004
No. 268694 (Patent Document 2) can be cited. Patent Document 2 discloses that the floor height of the driver's cab is made higher than the floor height of the survival zone.

衝突の最初に荷重が作用する部位にエネルギー吸収部材を搭載したエネルギー吸収構造の一例として、「Proc. Instrn. Mech. Engrs. Vol.207 p1-16「Development of
crashworthiness for railway vehicle structures」(著者：A. Scholes & J. H. Lewis)をあげることができる。本文献においては、車端（又は車両先端部）に設置された突起部（バッファ）にエネルギー吸収部材が取付けられており、衝突時に最初に荷重が伝達することがわかる。 As an example of an energy absorption structure in which an energy absorbing member is mounted at the site where the load acts at the beginning of the collision, “Proc. Instrn. Mech. Engrs. Vol.207 p1-16” Development of
crashworthiness for railway vehicle structures "(author: A. Scholes & JH Lewis). In this document, it can be seen that the energy absorbing member is attached to the protrusion (buffer) installed at the vehicle end (or the vehicle front end), and the load is transmitted first at the time of collision.

ところが衝突事故は必ずしも上記文献のような正面衝突モードばかりではないのでエネルギー吸収構造は様々な衝突程度やモードに対応する必要がある。例えば、正面衝突以外としては乗り上げ衝突がある。乗り上げ衝突とは、一方の車両が他方の車両の床より上部に乗り上げる衝突するモードであって、例えばInternational railway journal １９９５年７月発行 p30-31「tests validate methods to cut injuries」（著者：John Lewis）にその詳細が記載れている。   However, since the collision accident is not always the frontal collision mode as described in the above document, the energy absorption structure needs to cope with various collision levels and modes. For example, there is a ride-on collision other than a frontal collision. A ride-on collision is a collision mode in which one vehicle rides above the floor of the other vehicle. For example, p30-31 “tests validate methods to cut injuries” published in July 1995 (author: John Lewis) ) For details.

この乗り上げ衝突に対応するために現在はRAIL Vo 503 p28 に掲載されているような構造が採用されている。すなわち、床面より下にエネルギー吸収構造を配置し、正面衝突はエネルギー吸収構造によりエネルギーを吸収して乗り上げ衝突はクラッシャブルゾーン全体の構造でエネルギーを吸収している。   In order to cope with this ride-on collision, a structure as described in RAIL Vo 503 p28 is currently used. That is, an energy absorption structure is arranged below the floor surface, frontal collision absorbs energy by the energy absorption structure, and ride-up collision absorbs energy by the structure of the entire crashable zone.

特開２００４−１６８２１８号公報JP 2004-168218 A 特開２００４−２６８６９４号公報JP 2004-268694 A Proc. Instrn. Mech. Engrs. Vol.207 p1-16「Development of crashworthiness for railway vehicle structures」(著者：A. Scholes & J. H. Lewis)Proc. Instrn. Mech. Engrs. Vol.207 p1-16 “Development of crashworthiness for railway vehicle structures” (Author: A. Scholes & J. H. Lewis) RAIL Vo 503 p28RAIL Vo 503 p28

上記従来技術では、エネルギー吸収部材がサバイバルゾーンの床下に取付けられているので仮に上述のような乗り上げ衝突が発生した場合には相手車両はエネルギー吸収部材の上部と衝突してしまうことになるので、エネルギー吸収が期待できない梁のみでエネルギーを吸収しなくてはならなくなってしまう。   In the above prior art, since the energy absorbing member is attached under the floor of the survival zone, if a ride-on collision as described above occurs, the opponent vehicle will collide with the upper part of the energy absorbing member. Energy must be absorbed only by beams that cannot be expected to absorb energy.

従って、乗り上げ事故を想定しエネルギー吸収部材をサバイバルゾーンの床面より上に配置した場合には、床の上と下を含む一つの大きなエネルギー吸収部材を取付けた場合には相手車両はエネルギー吸収部材に対して片当たりしてしまうことになる。このため、エネルギー吸収部材にはおおきな曲げモーメントが作用し、エネルギー吸収部材は偏った圧壊となってしまい、エネルギー吸収部材の車体側への付け根部分に作用する応力で破断してしまう可能性がある。   Therefore, if the energy absorbing member is placed above the floor of the survival zone in the event of a ride-on accident, the opponent vehicle will be against the energy absorbing member when one large energy absorbing member including the upper and lower floors is attached. Will end up being hit. For this reason, a large bending moment acts on the energy absorbing member, the energy absorbing member becomes unevenly collapsed, and there is a possibility that the energy absorbing member breaks due to the stress acting on the base portion of the energy absorbing member on the vehicle body side. .

また上述のように一つのエネルギー吸収部材であると、衝突によって開始する座屈のピーク荷重が最大となってしまい減速度を増加するという問題がある。   In addition, as described above, with one energy absorbing member, there is a problem that the peak load of buckling that starts due to a collision is maximized and the deceleration is increased.

本発明の目的は、乗り上げ衝突に対応し、ピーク荷重を低減させた輸送機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a transportation device that can cope with a ride-on collision and has a reduced peak load.

上記目的は２枚の板材と、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と、この中空形材を筒状に組合わせて形成したエネルギー吸収部材とからなり、このエネルギー吸収部材を車両先頭部の上下に二段取付けた輸送機器において、前記上側のエネルギー吸収部材と前記下側のエネルギー吸収部材は前記車両の進行方向において長さが異なることにより達成される。   The above object consists of a hollow member composed of two plate members and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member, and an energy absorbing member formed by combining the hollow members in a cylindrical shape. In the transportation apparatus in which the energy absorbing member is mounted in two stages above and below the vehicle head, the upper energy absorbing member and the lower energy absorbing member are achieved by having different lengths in the traveling direction of the vehicle. .

また上記目的は、前記エネルギー吸収部材は断面積が異なるエネルギー吸収部材を進行方向に複数段重ね合わせてなり、前記車両の進行方向の先端部が最も断面積が小さいことにより達成される。   The above-mentioned object is achieved by the energy absorbing member having a plurality of stacked energy absorbing members having different cross-sectional areas in the advancing direction, and the tip portion of the vehicle in the advancing direction having the smallest cross-sectional area.

また上記目的は、前記エネルギー吸収部材は前記車両の外板で覆われてなり、この外板の内壁と前記エネルギー吸収部材の先端部との間には空隙が形成されていることにより達成される。   The above-mentioned object is achieved by the energy absorbing member being covered with the outer plate of the vehicle, and a gap is formed between the inner wall of the outer plate and the tip of the energy absorbing member. .

また上記目的は、前記エネルギー吸収部材の進行方向端面は金属板で閉塞されていることにより達成される。   Moreover, the said objective is achieved by the obstruction direction end surface of the said energy absorption member being obstruct | occluded with the metal plate.

また上記目的は、前記中空形材で配線ケーブル等を覆って前記エネルギー吸収部材を形成したことにより達成される。   Moreover, the said objective is achieved by covering the wiring cable etc. with the said hollow shape material, and forming the said energy absorption member.

本発明によれば、乗り上げ衝突に対応し、ピーク荷重を低減させた輸送機器を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transport equipment which respond | corresponded to the riding-on collision and reduced the peak load can be provided.

以下、本発明の一実施例を図で説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の第一の実施例を図１から図７で説明する。   A first embodiment when the present invention is applied to a railway vehicle structure will be described with reference to FIGS.

図１は一般的な鉄道車両の構造を説明する部分斜視図である。
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及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。 FIG. 1 is a partial perspective view illustrating the structure of a general railway vehicle.
In FIG. 1, a railway vehicle structure 1 includes a roof structure 2 that forms a roof, a wife structure that forms surfaces that close both ends with respect to the longitudinal direction of the vehicle body 3, and a side structure that forms left and right surfaces with respect to the longitudinal direction of the vehicle body. 4 and a frame 5 that forms a floor surface. Side beams 6 are provided at the bottom 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が設定されている。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。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あっても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。   In the railway vehicle structure 1 having such a basic structure, 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 are set. 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. In FIG. 1, the structure is described using a vehicle that does not have a driver's cab, but the relative arrangement of the crushable zone 11 and the survival zone 10 does not change even if the vehicle has a driver's cab.

図２は運転台を有する車両の車両端部におけるクラッシャブルゾーン１１の側面図である。
図２において、クラッシャブルゾーン１１は梁部材４０，運転台床５０，外板６０とエネルギー吸収部材１００により構成される。梁部材４０と運転台床５０は、クラッシャブルゾーン１１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。運転台床５０は、サバイバルゾーン１０側の台枠５よりも高い位置に存在する。外板６０は車両の外観を形成するものであり、エネルギー吸収部材１００や連結器（図示せず）などを覆い隠すものである。この外板６０は衝突時の挙動にはほとんど影響を及ぼすものではない。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。エネルギー吸収部材１００と外板６０の内壁との間には空隙がある。エネルギー吸収部材１００は筒状になっており、空洞部分は電気配線などを通す通路として利用できる。またエネルギー吸収部材１００先端の空洞は金属板で閉塞しても良い。 FIG. 2 is a side view of the crushable zone 11 at the vehicle end of a vehicle having a cab.
In FIG. 2, the crushable zone 11 includes a beam member 40, a cab floor 50, an outer plate 60, and an energy absorbing member 100. The beam member 40 and the cab floor 50 correspond to the strength and vibration generated in the normal operation of the entire crushable zone 11. 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 cab floor 50 exists at a position higher than the platform 5 on the survival zone 10 side. The outer plate 60 forms the appearance of the vehicle, and covers the energy absorbing member 100 and the coupler (not shown). The outer plate 60 hardly affects the behavior at the time of collision. An energy absorbing member 100 is installed at the tip of the underframe 5. There is a gap between the energy absorbing member 100 and the inner wall of the outer plate 60. The energy absorbing member 100 has a cylindrical shape, and the hollow portion can be used as a passage through which electric wiring and the like are passed. The cavity at the tip of the energy absorbing member 100 may be closed with a metal plate.

このエネルギー吸収部材１００は上下に二組配置されており、おのおののエネルギー吸収部材１００の組は、車体長手方向（圧壊方向）に対して二段で構成されている。エネルギー吸収部材１００ａと１００ｂは長手方向に連結されて実質的にひとつの組を構成しているばかりでなく、エネルギー吸収部材１００ｃと１００ｄも同様に長手方向に連結されており実質的にひとつの組を構成している。この二段のエネルギー吸収部材のうちサバイバルゾーンに近い側のエネルギー吸収部材１００ｂと１００ｄの外断面積は、先端に近い側のエネルギー吸収部材１００ａと１００ｃの外形断面積と比較すると広くなっている。   Two sets of energy absorbing members 100 are arranged in the vertical direction, and each set of energy absorbing members 100 is configured in two stages with respect to the longitudinal direction (crushing direction) of the vehicle body. The energy absorbing members 100a and 100b are not only connected to each other in the longitudinal direction to substantially form one set, but also the energy absorbing members 100c and 100d are connected to each other in the longitudinal direction in the same manner. Is configured. The outer cross-sectional area of the energy absorbing members 100b and 100d nearer to the survival zone in the two-stage energy absorbing member is wider than the outer cross-sectional area of the energy absorbing members 100a and 100c closer to the tip.

サバイバルゾーンを根元と考えると、根元側のエネルギー吸収部材１００ｂと１００ｄの外形断面積は、先端側のエネルギー吸収部材１００ａと１００ｃの外形断面積と比較して広くなっている。   Considering the survival zone as the root, the outer cross-sectional area of the energy absorbing members 100b and 100d on the base side is wider than the outer cross-sectional area of the energy absorbing members 100a and 100c on the tip side.

おのおののエネルギー吸収部材の組において、サバイバルゾーンから先端までの長さは上側に配置されるエネルギー吸収部材の組のほうが下側に配置されるエネルギー吸収部材の組と比較して長い。すなわち、上側に配置されたエネルギー吸収部材の組の長さをＬＵとし、下側に配置されたエネルギー吸収部材の組の長さをＬＬとしたとき、ＬＵ＞ＬＬの関係になっている。ただし、ＬＬ＜ＬＵの場合においても、ピーク荷重を低減する効果を得ることができる。エネルギー吸収部材が配置されている高さは二組の対になっているエネルギー吸収部材の高さの範囲内に台枠の高さが含まれる関係である。   In each group of energy absorbing members, the length from the survival zone to the tip is longer in the group of energy absorbing members arranged on the upper side than in the group of energy absorbing members arranged on the lower side. That is, when the length of the pair of energy absorbing members disposed on the upper side is LU and the length of the group of energy absorbing members disposed on the lower side is LL, the relation LU> LL is established. However, even when LL <LU, the effect of reducing the peak load can be obtained. The height at which the energy absorbing member is disposed is a relationship in which the height of the underframe is included in the range of the height of the energy absorbing member in two pairs.

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にしている。すなわち、まったく結合されていないことを示す。ただ、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れば、本発明と同等の効果を得ることができる。エネルギー吸収部材と運転台床の結合も、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とサバイバルゾーンの結合は、溶接やボルトなどのような方法を用いて強固に行われる。   The energy absorbing member 100 and the beam member 40 are configured not to restrain deformation of each other at the time of collision. That is, it indicates that they are not combined at all. However, if it is a coupling that is sufficiently weak when viewed from the whole and does not constrain each other's deformation at the time of collision, the same effect as the present invention can be obtained. The coupling between the energy absorbing member and the cab floor is the same as the coupling between the energy absorbing member 100 and the beam member 40. The energy absorbing member 100 and the survival zone are firmly coupled using a method such as welding or a bolt.

エネルギー吸収部材の車端側端部は、実質的に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、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 is not substantially connected to the member. That is, there is no connection that greatly changes the overall deformation mode at the time of collision. In other words, a connection in which the deformation mode hardly changes at the time of a collision has the same effect as the present invention.

図３は図２に示した運転台を有する車両における運転台部分をレール方向に見た図である。
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における外板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。エネルギー吸収部材１００は幅方向に関して左右でかつ上下にも対称に対になって設置されている。 FIG. 3 is a view of the cab portion of the vehicle having the cab shown in FIG. 2 as viewed in the rail direction.
In FIG. 3, most of the entire vehicle body is covered with an outer plate 60, and a window 70 is partially present. The energy absorbing member 100, the cab floor 50, and the beam member 40 exist inside the crushable zone 11 covered with the outer plate 60. It can be seen that the cab floor 50 exists at a position higher than the frame 5. The energy absorbing member 100 is installed in a pair symmetrically on the left and right and the top and bottom in the width direction.

図４は図２および図３に示した運転台を有する車両における運転台部分を上から見た図である。
図４において、上述したように車体全体は外板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１１の外郭形状を合わせて形成された、いわゆる骨組みとなっている。外板６０は梁部材４０に固定されている。エネルギー吸収部材１００は車両の幅方向に関して対称に対になって設置されている。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１０から先端までの長さは同じである。つまり図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の対は完全に対称な位置と形状である。 FIG. 4 is a view of the cab portion of the vehicle having the cab shown in FIGS. 2 and 3 as viewed from above.
In FIG. 4, as described above, the entire vehicle body is covered with the outer plate 60, and the 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 a so-called framework formed by matching the outer shape of the crushable zone 11. The outer plate 60 is fixed to the beam member 40. The energy absorbing members 100 are installed in pairs symmetrically with respect to the width direction of the vehicle. The length from the survival zone 10 to the tip of the left and right energy absorbing members 100 is the same. That is, the pair of energy absorbing members installed symmetrically from FIG. 3 and FIG. 4 has a completely symmetrical position and shape.

図５はエネルギー吸収部材１００のうち車体の左右どちらかひとつの組のみの斜視図である。
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の四辺は中空押出形材２００により構成されており、この中空押出形材２００の長手方向端面にはふさぎ板１１０が存在する。ふさぎ板１１０とエネルギー吸収部材１００とは溶接に代表されるような接合手段により強固に接続されている。エネルギー吸収部材１００ａと１００ｂは、ふさぎ板１１０を介して強固に接続されている。エネルギー吸収部材１００ｃと１００ｄも同様にふさぎ板１１０を介して強固に接続されている。 FIG. 5 is a perspective view of only one of the left and right groups of the vehicle body in the energy absorbing member 100.
In FIG. 5, the energy absorbing member 100 includes a hollow extruded shape member 200 and a cover plate 110. The four sides of the energy absorbing member 100 are constituted by a hollow extruded shape member 200, and a cover plate 110 exists on the end surface in the longitudinal direction of the hollow extruded shape member 200. The cover plate 110 and the energy absorbing member 100 are firmly connected by a joining means represented by welding. The energy absorbing members 100 a and 100 b are firmly connected via the cover plate 110. Similarly, the energy absorbing members 100c and 100d are firmly connected via the cover plate 110.

図５に示すように、エネルギー吸収部材１００ａ，１００ｄはエネルギー吸収部材100b，１００ｃより小さい容積となっている。   As shown in FIG. 5, the energy absorbing members 100a and 100d have a smaller volume than the energy absorbing members 100b and 100c.

図６は図５中Ａ−Ａで示したエネルギー吸収部材１００の断面図である。
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により形成され、四角形の筒状となっている。中空押出形材２００の構造については図７で説明する。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the energy absorbing member 100 indicated by AA in FIG.
In FIG. 6, the four sides of the energy absorbing member 100 are formed by the hollow extruded shape member 200 and have a rectangular tube shape. The structure of the hollow extruded shape member 200 will be described with reference to FIG.

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と２１０ｂとを備え、この面板２１０ａと２１０ｂとを接続する複数のリブ２２０により構成されている。リブ２２０と面板２１０ａと２１０ｂと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堅牢となるように構成されている。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, the hollow extruded shape member 200 includes two substantially parallel face plates 210a and 210b, and is constituted by a plurality of ribs 220 that connect the face plates 210a and 210b. The cross-section in the width direction of the space surrounded by the rib 220 and the face plates 210a and 210b is configured to be as solid as a triangle. The material of the hollow extruded shape member 200 is a light alloy such as an aluminum alloy.

かかる構成において、本発明を適用したクラッシャブルゾーン１１が衝突した場合、車体構造として最初に接触を開始するのは先頭に存在するエネルギー吸収部材１００である。このとき上下二組のエネルギー吸収部材１００のうち図２に示すように上側のエネルギー吸収部材１００ｃ，１００ｄのほうが長いので上側のエネルギー吸収部材１００ｃ，
１００ｄが最初に接触して崩壊を開始する。その後、上側のエネルギー吸収部材１００ｃ，１００ｄが変形して（ＬＵ−ＬＬ）の長さだけ短くなったところで下側のエネルギー吸収部材１００ａ，１００ｂが接触を開始する。このため上下二組のエネルギー吸収部材
１００は接触を開始するタイミングすなわち崩壊を開始しはじめるときに生じるピーク荷重が発生するタイミングが分散されるため、全体としてのピーク荷重を低減することができる。 In such a configuration, when the crushable zone 11 to which the present invention is applied collides, it is the energy absorbing member 100 present at the head that first starts contact as the vehicle body structure. At this time, as shown in FIG. 2, the upper energy absorbing members 100c, 100d are longer in the upper and lower sets of energy absorbing members 100, so the upper energy absorbing members 100c,
100d first contacts and begins to collapse. Thereafter, when the upper energy absorbing members 100c and 100d are deformed and shortened by the length of (LU-LL), the lower energy absorbing members 100a and 100b start contact. For this reason, the timing of starting the contact between the two upper and lower energy absorbing members 100, that is, the timing at which the peak load generated when the collapse starts, is dispersed, so that the peak load as a whole can be reduced.

ピーク荷重の低減効果について図８と図９を用いて説明する。
図８は上下二組のエネルギー吸収部材１００の長さを等しくした場合に予想される接触開始からの時間と車体に作用する長手方向の力の関係を表したグラフである。図９は本発明の一実施例のように上下二組のエネルギー吸収部材の長さが異なる場合に予想される接触開始からの時間と車体に作用する長手方向の力の関係を表したグラフである。
図８において、長さが等しい場合上下二組のエネルギー吸収部材が障害物と接触するタイミングは等しい。このため変形を開始したときに生じるピーク荷重が発生するタイミングは等しくなる。そこで、車体全体に着目した場合、ピーク荷重は上側のエネルギー吸収部材により生じるピーク荷重と下側のエネルギー吸収部材により生じるピーク荷重をそのまま加算した値となる。 The effect of reducing the peak load will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the expected time from the start of contact and the longitudinal force acting on the vehicle body when the two upper and lower energy absorbing members 100 are equal in length. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the time from the start of contact and the longitudinal force acting on the vehicle body that are expected when the lengths of the two upper and lower energy absorbing members are different as in the embodiment of the present invention. is there.
In FIG. 8, when the lengths are equal, the timing when the upper and lower energy absorbing members come into contact with the obstacle is equal. For this reason, the timing at which the peak load generated when the deformation is started is equal. Therefore, when paying attention to the entire vehicle body, the peak load is a value obtained by adding the peak load generated by the upper energy absorbing member and the peak load generated by the lower energy absorbing member as they are.

一方図９において、最初に上側のエネルギー吸収部材が接触を開始してピーク荷重が生じる。その後上側のエネルギー吸収部材が変形することにより生じる荷重は、時間の経過（圧壊変形量の経過）とともに徐々に低下する。さらに時間（圧壊変形）をすすめていくと、下側のエネルギー吸収部材が接触を開始する。さらに時間を進めると、下側のエネルギー吸収部材はピーク荷重を生じる。ただ、この時点において上側のエネルギー吸収部材は、ピーク荷重と比較してかなり荷重が低下した状態である。このため、上側のエネルギー吸収部材と下側のエネルギー吸収部材により生じる荷重を加算しても、それほど大きな値にはならない。すなわち、図８に示したように、上下のエネルギー吸収部材が同時に接触する場合と比較して、車体に作用する荷重は低いものとなる。   On the other hand, in FIG. 9, first, the upper energy absorbing member starts to contact and a peak load is generated. Thereafter, the load generated by the deformation of the upper energy absorbing member gradually decreases with the passage of time (the amount of crushing deformation). As time (crushing deformation) further proceeds, the lower energy absorbing member starts to contact. When the time is further advanced, the lower energy absorbing member generates a peak load. However, at this time, the upper energy absorbing member is in a state where the load is considerably reduced as compared with the peak load. For this reason, even if it adds the load which arises with an upper energy absorption member and a lower energy absorption member, it does not become so big. That is, as shown in FIG. 8, the load acting on the vehicle body is lower than when the upper and lower energy absorbing members are in contact with each other at the same time.

次に、エネルギー吸収部材の断面積と比較して小さな物体と衝突した場合について図
１０と図１１を用いて説明する。
図１０は、エネルギー吸収部材が上下二組に分割されていない場合の側面図である。
図１０において、障害物１５０がエネルギー吸収部材の上半分に衝突した場合、エネルギー吸収部材は上側のみに荷重（いわゆる偏当たり）が作用することになるため、エネルギー吸収部材には高い回転力（モーメント）が作用する。この回転モーメントにより、エネルギー吸収部材１００ｘにおいては、エネルギー吸収部材１００ｙと接続する側の端部に高い応力が作用してこの部分の破断につながる可能性がある。 Next, the case where it collides with a small object compared with the cross-sectional area of an energy absorption member is demonstrated using FIG. 10 and FIG.
FIG. 10 is a side view when the energy absorbing member is not divided into two upper and lower sets.
In FIG. 10, when the obstacle 150 collides with the upper half of the energy absorbing member, the energy absorbing member is subjected to a load (so-called uneven contact) only on the upper side, so that a high rotational force (moment) is applied to the energy absorbing member. ) Acts. Due to this rotational moment, in the energy absorbing member 100x, there is a possibility that a high stress acts on the end portion on the side connected to the energy absorbing member 100y, leading to the breakage of this portion.

一方、図１１に示したように本発明を適用したエネルギー吸収部材では、エネルギー吸収部材１００ｐおよび１００ｑにのみ荷重が作用するために、曲げモーメントは発生しない。   On the other hand, as shown in FIG. 11, in the energy absorbing member to which the present invention is applied, no load moment is generated because the load acts only on the energy absorbing members 100p and 100q.

次に、本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の第２の実施例を図１２で説明する。
図１２は第２の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視図である。
図１２において、エネルギー吸収部材は大きく三つの組からなる。すなわち、100ｊａと１００ｊｂが車体長手方向に強固に連結されて実質的に一つのエネルギー吸収部材を構成しているのと、１００ｋａと１００ｋｂが車体長手方向に強固に連結されて実質的に一つのエネルギー吸収部材を構成しているのと、１００ｌａと１００ｌｂが車体長手方向に強固に連結されて実質的に一つのエネルギー吸収部材を構成しているものである。これらの長さを各々Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とすると、その関係はＬ１≠Ｌ２≠Ｌ３となる。 Next, a second embodiment when the present invention is applied to a railway vehicle structure will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a perspective view of an energy absorbing member provided with the second embodiment.
In FIG. 12, the energy absorbing member is mainly composed of three sets. That is, 100ja and 100jb are firmly connected in the longitudinal direction of the vehicle body to substantially form one energy absorbing member, and 100ka and 100kb are firmly connected in the longitudinal direction of the vehicle body to be substantially one energy. The absorbing member is constituted, and 100la and 100lb are firmly connected in the longitudinal direction of the vehicle body to substantially constitute one energy absorbing member. When these lengths are L1, L2, and L3, respectively, the relationship is L1 ≠ L2 ≠ L3.

かかる構成によって実施例１と比較するとさらにピーク荷重を下げることが可能である。   With this configuration, it is possible to further reduce the peak load as compared with Example 1.

次に、本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の第３の実施例を図１３で説明する。   Next, a third embodiment when the present invention is applied to a railway vehicle structure will be described with reference to FIG.

図１３は第３の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視図である。   FIG. 13 is a perspective view of an energy absorbing member provided with the third embodiment.

図１３において、エネルギー吸収部材１００ｓと１００ｔはサバイバルゾーン側の端部でエネルギー吸収部材１００ｒに連結されている。エネルギー吸収部材１００ｓとエネルギー吸収部材１００ｔの長さは異なる。   In FIG. 13, energy absorbing members 100s and 100t are connected to the energy absorbing member 100r at the end on the survival zone side. The lengths of the energy absorbing member 100s and the energy absorbing member 100t are different.

かかる構成により最初の衝突の時のピーク荷重を低減できることに加え、サバイバルゾーン側のエネルギー吸収部材の剛性が高くなるので全体があたかも“く”の字にまがる全体座屈を防止しやすくなる。   With this configuration, in addition to reducing the peak load at the time of the first collision, the rigidity of the energy absorbing member on the survival zone side is increased, so that it is easy to prevent the entire buckling as if it is a "<" character.

本発明は以上のごとく、
１．２枚の板材と、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と、この中空形材を筒状に組合わせて形成したエネルギー吸収部材とからなり、このエネルギー吸収部材を車両先頭部の上下に二段取付けた輸送機器において、前記上側のエネルギー吸収部材と前記下側のエネルギー吸収部材は前記車両の進行方向において長さが異なるようにしたものである。
２．前記エネルギー吸収部材は断面積が異なるエネルギー吸収部材を進行方向に複数段重ね合わせてなり、前記車両の進行方向の先端部が最も断面積が小さくしたものである。
３．前記エネルギー吸収部材は前記車両の外板で覆われてなり、この外板の内壁と前記エネルギー吸収部材の先端部との間には空隙が形成されたものである。
４．前記エネルギー吸収部材の進行方向端面は金属板で閉塞したものである。
５．前記中空形材で配線ケーブル等を覆って前記エネルギー吸収部材を形成したものである。 As described above, the present invention
1.2 hollow plate composed of a plate member and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member, and an energy absorbing member formed by combining the hollow member into a cylindrical shape, In the transportation equipment in which the energy absorbing member is mounted in two stages above and below the vehicle head, the upper energy absorbing member and the lower energy absorbing member have different lengths in the traveling direction of the vehicle. .
2. The energy absorbing member is formed by stacking energy absorbing members having different cross-sectional areas in a plurality of stages in the traveling direction, and the tip portion in the traveling direction of the vehicle has the smallest cross-sectional area.
3. The energy absorbing member is covered with an outer plate of the vehicle, and a gap is formed between the inner wall of the outer plate and the tip of the energy absorbing member.
4). The end surface in the traveling direction of the energy absorbing member is closed with a metal plate.
5). The energy absorbing member is formed by covering a wiring cable or the like with the hollow shape member.

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. 本発明の一実施例を備えた鉄道車両の側面図である。[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] It is a side view of the rail vehicle provided with one Example of this invention. 本発明の一実施例を備えた鉄道車両の正面図である。It is a front view of a railway vehicle provided with one example of the present invention. 本発明の一実施例を備えた鉄道車両の平面図である。1 is a plan view of a railway vehicle provided with an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を備えた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 provided with one example of the present invention. 本発明の一実施例を備えたエネルギー吸収部材の断面図である。It is sectional drawing of the energy absorption member provided with one Example of this invention. 本発明の一実施例に適用した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 the energy absorption member applied to one Example of this invention. 従来の構造により衝突した場合の接触を開始してからの時間と車体に作用する長手方向の力の関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the time after starting a contact at the time of a collision by the conventional structure, and the longitudinal force which acts on a vehicle body. 本発明を適用して衝突した場合の接触を開始してからの時間と車体に作用する長手方向の力の関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the time after starting a contact at the time of a collision when applying this invention, and the force of the longitudinal direction which acts on a vehicle body. 従来の構造により衝突した場合に生じるエネルギー吸収部材の変形を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation of the energy absorption member produced when it collides with the conventional structure. 本発明を適用した場合に生じるエネルギー吸収部材の変形を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation of the energy absorption member which arises when this invention is applied. 本発明の第２の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視図である。It is a perspective view of the energy absorption member provided with the 2nd example of the present invention. 本発明の第３の実施例を備えたエネルギー吸収部材の斜視図である。It is a perspective view of the energy absorption member provided with the 3rd example of the present invention.

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、１１０…ふさぎ板、１５０…障害物、２００…中空押出形材、２１０…面板、２２０…リブ、２３０…結節点。

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, 110 ... Cover plate, 150 ... Obstacle, 200 ... Hollow Extruded profile, 210 ... face plate, 220 ... rib, 230 ... knot.

Claims (5)

２枚の板材と、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と、この中空形材を筒状に組合わせて形成したエネルギー吸収部材とからなり、このエネルギー吸収部材を車両先頭部の上下に二段取付けた輸送機器において、
前記上側のエネルギー吸収部材と前記下側のエネルギー吸収部材は前記車両の進行方向において長さが異なることを特徴とする輸送機器。 This energy is composed of a hollow member composed of two plate members and a plurality of ribs connecting the inner side plates of the plate member, and an energy absorbing member formed by combining the hollow members into a cylindrical shape. In transportation equipment where the absorbent member is mounted in two stages above and below the top of the vehicle,
The upper energy absorbing member and the lower energy absorbing member have different lengths in the traveling direction of the vehicle. 請求項１記載の輸送機器において、
前記エネルギー吸収部材は断面積が異なるエネルギー吸収部材を進行方向に複数段重ね合わせてなり、前記車両の進行方向の先端部が最も断面積が小さいことを特徴とする輸送機器。 The transport device according to claim 1,
The transport apparatus according to claim 1, wherein the energy absorbing member is formed by stacking a plurality of energy absorbing members having different cross-sectional areas in the traveling direction, and a tip end portion in the traveling direction of the vehicle has the smallest cross-sectional area. 請求項１記載の輸送機器において、
前記エネルギー吸収部材は前記車両の外板で覆われてなり、この外板の内壁と前記エネルギー吸収部材の先端部との間には空隙が形成されていることを特徴とする輸送機器。 The transport device according to claim 1,
The transportation device according to claim 1, wherein the energy absorbing member is covered with an outer plate of the vehicle, and a gap is formed between an inner wall of the outer plate and a front end portion of the energy absorbing member. 請求項１記載の輸送機器において、
前記エネルギー吸収部材の進行方向端面は金属板で閉塞されていることを特徴とする輸送機器。 The transport device according to claim 1,
The transport device according to claim 1, wherein an end surface in the traveling direction of the energy absorbing member is closed with a metal plate. 請求項１記載の輸送機器において、
前記中空形材で配線ケーブル等を覆って前記エネルギー吸収部材を形成したことを特徴とする輸送機器。
The transport device according to claim 1,
A transportation device, wherein the energy absorbing member is formed by covering a wiring cable or the like with the hollow shape member.
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