JP2014084010A - Front shock absorption structure for railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突した時の衝突エネルギーを吸収する鉄道車両の先頭衝撃吸収構造に関する。 The present invention relates to a leading shock absorbing structure for a railway vehicle that absorbs collision energy when an obstacle has an offset frontal collision above an underframe of the railway vehicle.
従来、障害物に衝突した時に鉄道車両に掛かる衝突エネルギーを吸収する様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、及び３参照）。具体的には、特許文献１は、鉄道車両の床下に設置される衝撃吸収装置を開示している。同衝撃吸収装置は、衝突時に衝撃吸収部材の移動を停止且つ固定させることによって、衝突エネルギーを衝撃吸収部材で吸収している。特許文献２は、壊れ易く且つ衝撃エネルギー吸収量の多い構造を組み込んだ鉄道車両用衝撃吸収台枠構造を開示している。 Conventionally, various methods for absorbing collision energy applied to a railway vehicle when colliding with an obstacle have been proposed (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3). Specifically, Patent Document 1 discloses an impact absorbing device installed under the floor of a railway vehicle. The shock absorbing device absorbs the collision energy by the shock absorbing member by stopping and fixing the movement of the shock absorbing member at the time of the collision. Patent Document 2 discloses a shock absorber frame structure for a railway vehicle that incorporates a structure that is fragile and has a large amount of shock energy absorption.
図１５に示すように、特許文献３は、車両のクラッシャブルゾーン１１（図１５（ｂ））に、車両の長手方向に延在する衝撃吸収部材である骨部材１７（図１５（ｂ））を、強度部材１５、１６の間に、上下方向に離散して設けている。骨部材１７は、２枚のフランジ１７ｃ、１７ｄと、同フランジを接続するウエブ１７ｂとからなり、Ｕ字状断面を有する。ウエブ１７ｂ側が外板１８（図１５（ｂ））に隅肉溶接されている。 As shown in FIG. 15, Patent Document 3 discloses a bone member 17 (FIG. 15 (b)) that is an impact absorbing member extending in the longitudinal direction of the vehicle in the crushable zone 11 (FIG. 15 (b)) of the vehicle. Are provided discretely in the vertical direction between the strength members 15 and 16. The bone member 17 includes two flanges 17c and 17d and a web 17b connecting the flanges, and has a U-shaped cross section. The web 17b side is fillet welded to the outer plate 18 (FIG. 15B).
骨部材１７の長手方向の中間の位置のフランジ端部に開口を有する切り欠き２１が設けられている。さらに、ウエブ１７ｂの両端近傍には、開口２２、２３が設けられている。衝突荷重がかかると、切り欠き２１部が外板１８とは反対側に折れ曲がることにより、骨部材１７が座屈しても外板１８を巻き込まずに、衝突荷重を吸収して、クラッシャブルゾーンの外、例えば窓Ｗまで衝撃が及ぶことの防止を図っている。 A notch 21 having an opening is provided at an end of the flange at a middle position in the longitudinal direction of the bone member 17. Further, openings 22 and 23 are provided in the vicinity of both ends of the web 17b. When a collision load is applied, the notch 21 is bent to the side opposite to the outer plate 18, so that even if the bone member 17 is buckled, the outer plate 18 is not caught and the collision load is absorbed, and the crushable zone For example, an impact is prevented from reaching the outside, for example, the window W.
先ず、図１６を参照して、本発明に係る先頭衝撃吸収構造が衝撃軽減を図っている、鉄道車両のオフセット正面衝突について説明する。図１６に、先頭の鉄道車両Ｖｃ（以降、「車両Ｖｃ」）の先頭部（以降、「先頭車両先頭部Ｖｃｆ」）を横から見た内部の様子を模式的に示す。本発明においては、先頭車両先頭部Ｖｃｆは、車両Ｖｃにおいて運客仕切部Ｐによって、客室（不図示）と仕切られた運転士室を対象としている。 First, with reference to FIG. 16, an offset frontal collision of a railway vehicle in which the leading shock absorbing structure according to the present invention reduces the impact will be described. FIG. 16 schematically shows an internal state of the head portion (hereinafter “head vehicle head portion Vcf”) of the head rail vehicle Vc (hereinafter “vehicle Vc”) as viewed from the side. In the present invention, the leading vehicle leading portion Vcf is intended for a driver's room partitioned from a passenger compartment (not shown) by the passenger partition P in the vehicle Vc.
図１７に、車両Ｖｃの台枠Ｆｕｃ（図１６）の一部を示す。図１７における左側が、車両Ｖｃの長手方向Ｄｌにおける前方である。図１７における上側が車両Ｖｃの車両幅方向Ｄｗにおける右側であり、下側が車両幅方向Ｄｗにおける左側である。台枠Ｆｕｃは、車両長手方向Ｄｌに延在する縦梁と車両幅方向Ｄｗに延在する横梁とを有し、平面視した状態で概ね左右対称の形状を有する。 FIG. 17 shows a part of the base frame Fuc (FIG. 16) of the vehicle Vc. The left side in FIG. 17 is the front in the longitudinal direction Dl of the vehicle Vc. The upper side in FIG. 17 is the right side in the vehicle width direction Dw of the vehicle Vc, and the lower side is the left side in the vehicle width direction Dw. The underframe Fuc has a vertical beam extending in the vehicle longitudinal direction Dl and a horizontal beam extending in the vehicle width direction Dw, and has a generally symmetrical shape in a plan view.
台枠Ｆｕｃは、それぞれ１本の側梁２０４Ｒ及び２０４Ｌ（必要に応じて側梁２０４と総称する）と、それぞれ１本の中梁２０６Ｒ及び２０６Ｌ（必要に応じて中梁２０６と総称する）と、それぞれ１本の端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌ（必要に応じて端梁２０２と総称する）と、１本の枕梁２１０と、それぞれ３本の横梁２０８Ｒ（横梁２０８ａＲ、横梁２０８ｂＲ、及び横梁２０８ｃＲ）及び２０８Ｌ（横梁２０８ａＬ、横梁２０８ｂＬ、及び横梁２０８ｃＬ）とを含む。必要に応じて、横梁２０８Ｒ及び横梁２０８Ｌを横梁２０８と総称する。 The underframe Fuc includes one side beam 204R and 204L (collectively referred to as side beam 204 as required), and one middle beam 206R and 206L (collectively referred to as middle beam 206 as necessary). , Respectively, one end beam 202R and 202L (collectively referred to as end beam 202 if necessary), one pillow beam 210, three transverse beams 208R (transverse beam 208aR, transverse beam 208bR, and transverse beam 208cR), respectively. 208L (transverse beam 208aL, transverse beam 208bL, and transverse beam 208cL). The horizontal beam 208R and the horizontal beam 208L are collectively referred to as the horizontal beam 208 as necessary.
側梁２０４Ｒ及び２０４Ｌはそれぞれ、台枠Ｆｕｃの車両幅方向Ｄｗにおける端部に位置し、車両長手方向Ｄｌに延在する。中梁２０６Ｒ及び２０６Ｌは、車両幅方向Ｄｗにおいて側梁２０４Ｒと２０４Ｌとの間に位置し、車両長手方向Ｄｌに延在する。 Each of the side beams 204R and 204L is located at an end portion of the underframe Fuc in the vehicle width direction Dw and extends in the vehicle longitudinal direction Dl. The middle beams 206R and 206L are located between the side beams 204R and 204L in the vehicle width direction Dw, and extend in the vehicle longitudinal direction Dl.
端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌは、台枠Ｆｕｃの車両長手方向Ｄｌにおける前方の端部に位置し、車両幅方向Ｄｗに延在する。端梁２０２Ｒの一端は側梁２０４Ｒの前方端部に接続されており、他端は中梁２０６Ｒの前方端部に接続されている。同様に、端梁２０２Ｌの一端は側梁２０４Ｌの前方端部に接続されており、他端は中梁２０６Ｌの前方端部に接続されている。端梁２０２Ｒの中梁２０６Ｒ側の端部の上面部には、車両Ｖｃの貫通路柱の下端部の下面部が固定されている。同様に、端梁２０２Ｌの中梁２０６Ｌ側の端部には、貫通路柱の下端が固定されている。なお、端梁２０２と側梁２０４とは一体に構成されていてもよい。 The end beams 202R and 202L are located at the front end of the underframe Fuc in the vehicle longitudinal direction Dl and extend in the vehicle width direction Dw. One end of the end beam 202R is connected to the front end of the side beam 204R, and the other end is connected to the front end of the middle beam 206R. Similarly, one end of the end beam 202L is connected to the front end portion of the side beam 204L, and the other end is connected to the front end portion of the middle beam 206L. The lower surface portion of the lower end portion of the through-pass column of the vehicle Vc is fixed to the upper surface portion of the end portion on the middle beam 206R side of the end beam 202R. Similarly, the lower end of the through-pass column is fixed to the end of the end beam 202L on the middle beam 206L side. Note that the end beam 202 and the side beam 204 may be integrally formed.
横梁２０８は、車両長手方向Ｄｌにおいて端梁２０２の後方に配置されている。横梁２０８はそれぞれ車両幅方向Ｄｗに延在すると共に、車両長手方向Ｄｌに所定の間隔で配置されている。横梁２０８は、側梁２０４と中梁２０６とを接続する。台枠Ｆｕｃにおいて端梁２０２と枕梁２１０との間で、側梁２０４Ｒと中梁２０６Ｒとは、３個の横梁２０８Ｒ（横梁２０８ａＲ、横梁２０８ｂＲ、及び横梁２０８ｃＲ）により互いに接続されている。同様に、側梁２０４Ｌと中梁２０６Ｌとは、３個の横梁２０８Ｌ（横梁２０８ａＬ、横梁２０８ｂＬ、及び横梁２０８ｃＬ）により互いに接続されている。 The lateral beam 208 is disposed behind the end beam 202 in the vehicle longitudinal direction Dl. The horizontal beams 208 extend in the vehicle width direction Dw and are arranged at predetermined intervals in the vehicle longitudinal direction Dl. The lateral beam 208 connects the side beam 204 and the middle beam 206. In the underframe Fuc, between the end beam 202 and the pillow beam 210, the side beam 204R and the middle beam 206R are connected to each other by three lateral beams 208R (a lateral beam 208aR, a lateral beam 208bR, and a lateral beam 208cR). Similarly, the side beam 204L and the middle beam 206L are connected to each other by three lateral beams 208L (a lateral beam 208aL, a lateral beam 208bL, and a lateral beam 208cL).
中梁２０６Ｒと中梁２０６Ｌとは、所定数ｎ個の横梁２１２により互いに接続されている（図１７、図１９）。横梁２１２はそれぞれ、車両幅方向Ｄｗに延在する。各横梁２１２の車両幅方向Ｄｗにおける両端はそれぞれ、横梁２０８Ｒ及び２０８Ｌの車両幅方向Ｄｗにおける端部に対向している。 The middle beam 206R and the middle beam 206L are connected to each other by a predetermined number n of horizontal beams 212 (FIGS. 17 and 19). Each of the horizontal beams 212 extends in the vehicle width direction Dw. Both ends of each lateral beam 212 in the vehicle width direction Dw are opposed to the ends of the lateral beams 208R and 208L in the vehicle width direction Dw.
図１８に、車両長手方向Ｄｌ（図１７）における後方に位置する２つの横梁２１２と、車輪Ｗｈとの位置関係を示す。 FIG. 18 shows the positional relationship between the two lateral beams 212 located rearward in the vehicle longitudinal direction Dl (FIG. 17) and the wheels Wh.
オフセット正面衝突とは、図１６に示すように、車両Ｖｃの台枠Ｆｕｃより上の先頭車両先頭部Ｖｃｆに、トラック等の障害物Ｏｃが正面衝突することをいう。オフセット正面衝突の場合、障害物Ｏｃが、車両Ｖｃの前面Ｗｆに衝突すると衝撃力Ｆｉが発生する。図２０に、車両Ｖｃにおける、衝撃力Ｆｉに対する反力Ｆｒを縦軸に、経過時間ｔを横軸にとり、図１６と共に、オフセット正面衝突時の先頭車両先頭部Ｖｃｆの状態について説明する。 As shown in FIG. 16, the offset frontal collision means that an obstacle Oc such as a truck collides with the leading vehicle leading portion Vcf above the base frame Fuc of the vehicle Vc. In the case of an offset frontal collision, an impact force Fi is generated when the obstacle Oc collides with the front surface Wf of the vehicle Vc. In FIG. 20, the reaction force Fr with respect to the impact force Fi in the vehicle Vc is plotted on the vertical axis, the elapsed time t is plotted on the horizontal axis, and the state of the leading vehicle leading portion Vcf at the time of the offset frontal collision is described with FIG.
時刻ｔ０に、障害物Ｏｃが車両Ｖｃにオフセット正面衝突すると、次の瞬間である時刻ｔ１において反力Ｆｒは最大Ｆｒ１になる。この時点で、衝撃力Ｆｉによる先頭車両先頭部Ｖｃｆ（壁、天井、前面Ｗｆ）の変形や崩壊が開始する。変形や崩壊された前面Ｗｆを被破壊前面Ｗｆｂと呼ぶ。変形や崩壊は時刻ｔ２迄継続する。この間、図１６で二点鎖線で示すように、衝撃力Ｆｉは減衰しつつ、側壁や天井を破壊しながら被破壊前面Ｗｆｂを客室に向かって押し下げていく。そして、時刻ｔ２で、被破壊前面Ｗｆｂは運客仕切部Ｐに受け止められる。この時刻ｔ１から時刻ｔ２迄の期間を、衝突による「崩壊・変形期間Ｐｄ」と呼ぶ。 When the obstacle Oc collides with the vehicle Vc by an offset frontal collision at time t0, the reaction force Fr becomes the maximum Fr1 at time t1, which is the next moment. At this time, deformation and collapse of the leading vehicle leading portion Vcf (wall, ceiling, front surface Wf) by the impact force Fi starts. The front surface Wf that has been deformed or collapsed is called the front surface Wfb to be destroyed. Deformation and collapse continues until time t2. During this time, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 16, the impact force Fi is attenuated, and the front surface Wfb to be destroyed is pushed down toward the passenger room while destroying the side wall and the ceiling. At time t2, the front surface Wfb to be destroyed is received by the passenger partition P. This period from time t1 to time t2 is referred to as a “collapse / deformation period Pd” due to a collision.
崩壊・変形期間Ｐｄにおいて、被破壊前面Ｗｆｂの移動によって、被破壊前面Ｗｆｂと運転士Ｏとの間にある運転台Ｄｏなどの機材を運転士Ｏに衝撃的に押し当てたり、運転士Ｏを運客仕切部Ｐに押しつけたりして死傷させてしまう可能性がある。このように、崩壊・変形期間Ｐｄで衝撃力Ｆｉのエネルギーのかなりの部分が消費・吸収され、残った衝撃エネルギーは、運客仕切部Ｐや側壁や天井及び台枠などの車両Ｖｃの構体を経て伝播・吸収される。つまり、台枠より上でのオフセット正面衝突に関しては、崩壊・変形期間Ｐｄでエネルギーを十分に減少させることがポイントである。これは、図２０において、崩壊・変形期間Ｐｄでの反力Ｆｒの積分値を大きくすることを意味する。 In the collapse / deformation period Pd, the movement of the front surface Wfb to be destroyed causes the driver O to be shockedly pressed against the driver O with equipment such as the cab Do between the front surface Wfb to be destroyed and the driver O. There is a possibility of causing death or injury by being pressed against the passenger partition P. In this way, a considerable portion of the energy of the impact force Fi is consumed and absorbed during the collapse / deformation period Pd, and the remaining impact energy is applied to the structure of the vehicle Vc such as the passenger partition P, the side wall, the ceiling, and the underframe. It is propagated and absorbed through. That is, with respect to the offset frontal collision above the underframe, the point is to sufficiently reduce the energy during the collapse / deformation period Pd. This means that the integrated value of the reaction force Fr in the collapse / deformation period Pd is increased in FIG.
上述のような、オフセット正面衝突において、特許文献１に開示の衝撃吸収装置は、床（台枠）下に設置されて、台枠の下でのオフセット正面衝突エネルギーは吸収できる。しかし、台枠の上でのオフセット正面衝突エネルギーは吸収できない。特許文献２は鉄道車両用衝撃吸収台枠構造を開示しており、オフセット正面衝突エネルギー吸収に不適であることは言うまでも無い。つまり、特許文献１及び特許文献２のいずれの開示においても、上述の崩壊・変形期間Ｐｄでのエネルギーを十分に減少できないことは明らかである。 In the offset frontal collision as described above, the impact absorbing device disclosed in Patent Document 1 is installed under the floor (underframe) and can absorb the offset frontal collision energy under the underframe. However, the offset frontal collision energy on the underframe cannot be absorbed. Patent document 2 discloses a shock absorbing frame structure for a railway vehicle, and needless to say, it is unsuitable for offset frontal collision energy absorption. That is, it is clear that neither of the disclosures of Patent Document 1 and Patent Document 2 can sufficiently reduce the energy in the above-described collapse / deformation period Pd.
一方、特許文献３に開示の骨部材１７（図１５）は車両のクラッシャブルゾーン１１に設けられており、本発明と同様に、台枠より上でのオフセット正面衝突を対象としている。しかしながら、衝撃吸収部材である骨部材１７はＵ字状断面の開口部を外板１８と反対側に向けた状態で、車両Ｖｃの進行方向（オフセット正面衝突の衝撃力Ｆｉの伝播方向）に離間する２つの強度部材１５、１６との間に設けられている。つまり、先頭車両先頭部に加えられた衝撃力は、強度部材１５を介して、骨部材１７に対して垂直に伝えられる。この衝撃力により、骨部材１７が切り欠き２１で内部に向かって折れることにより衝撃エネルギーの吸収を図っている。 On the other hand, the bone member 17 (FIG. 15) disclosed in Patent Document 3 is provided in the crushable zone 11 of the vehicle, and targets an offset frontal collision above the underframe as in the present invention. However, the bone member 17 as the shock absorbing member is separated in the traveling direction of the vehicle Vc (the propagation direction of the impact force Fi of the offset frontal collision) with the opening of the U-shaped cross section facing away from the outer plate 18. It is provided between the two strength members 15, 16. That is, the impact force applied to the head portion of the head vehicle is transmitted to the bone member 17 through the strength member 15 in a vertical direction. By this impact force, the bone member 17 is bent inward at the notch 21 to absorb the impact energy.
しかしながら、骨部材１７は、Ｕ字状断面という立体構造で、衝撃力Ｆｉの伝播方向に一部材で延在しているため、本来は延在方向に加えられる力に抗する能力が高く、エネルギー吸収の観点からは不利である。そのために、開口部に切り欠き２１を設けて、衝撃力Ｆｉが加わった時に、切り欠き２１から折れやすくしている。そのために、一本の骨部材１７は切り欠き２１で急激に折れる。つまり、骨部材１７の全長（強度部材１５、１６の間）で一度だけ折れる。言い換えれば、骨部材１７は一度折れたらそれ以上、衝撃エネルギーを吸収できない。 However, since the bone member 17 has a three-dimensional structure with a U-shaped cross section and extends as a single member in the direction of propagation of the impact force Fi, it has a high ability to resist the force applied in the direction of extension. It is disadvantageous from the viewpoint of absorption. Therefore, a notch 21 is provided in the opening so that the notch 21 can be easily broken when an impact force Fi is applied. Therefore, one bone member 17 is bent sharply at the notch 21. That is, the bone member 17 is folded only once along the entire length (between the strength members 15 and 16). In other words, once the bone member 17 is broken, it cannot absorb the impact energy any more.
これは、骨部材１７は、クラッシャブルゾーン１１で衝撃エネルギーを瞬間的に一度だけ吸収すると、後は衝撃エネルギーを吸収できない。つまり、クラッシャブルゾーン１１は急激に変形・破壊することを意味する。つまり、クラッシャブルゾーン１１は、連続的にではなく断続的に変形・破壊する。そのため、衝撃もなめらかに吸収できずに、ショックと共に断続的に吸収するので、乗員への衝撃を抑えることができない。 This is because, if the bone member 17 absorbs the impact energy only once in the crushable zone 11, the impact energy cannot be absorbed later. That is, it means that the crushable zone 11 is rapidly deformed and destroyed. That is, the crushable zone 11 is deformed and broken intermittently rather than continuously. For this reason, the shock cannot be smoothly absorbed and is intermittently absorbed together with the shock, so that the shock to the occupant cannot be suppressed.
なお、１本の骨部材１７に切り欠き２１を複数設けることにより、骨部材１７を多段に折ることが考えられる。しかし、骨部材１７は立体的（Ｕ字状断面）構造のために、複数の切り欠き２１を有しても、１つの切り欠き２１で折れれば、その部分の変形が進行して、残りの切り欠き２１が折れたとしても、エネルギー吸収に対する寄与は小さい。 It can be considered that the bone member 17 is folded in multiple stages by providing a plurality of notches 21 in one bone member 17. However, since the bone member 17 has a three-dimensional (U-shaped cross section) structure, even if it has a plurality of cutouts 21, if it is broken at one cutout 21, the deformation of the portion proceeds and the remaining Even if the notch 21 is broken, the contribution to energy absorption is small.
また、車両Ｖｃの台枠上の高さ方向に、数本（図１５（ｂ）の例では５本）の骨部材１７が離間して設けられている。つまり、クラッシャブルゾーン１１のスペースの一部のみが衝撃力Ｆｉの吸収に利用されているに過ぎない。なお、車両Ｖｃにオフセット正面衝突した障害物Ｏｃは、強度部材１５によって受け止められて、衝撃力Ｆｉは離間した数本の骨部材１７に分散して伝えられるようにみえる。しかしながら、強度部材１５は剛体ではないので、やはり障害物Ｏｃが実際に当たっている部分に近い骨部材１７に、衝撃力Ｆｉは集中して伝えられる。 In addition, several bone members 17 (five in the example of FIG. 15B) are provided separately in the height direction on the frame of the vehicle Vc. That is, only a part of the space of the crushable zone 11 is used for absorbing the impact force Fi. The obstacle Oc that has collided with the vehicle Vc by offset front is received by the strength member 15 and the impact force Fi seems to be distributed and transmitted to several spaced bone members 17. However, since the strength member 15 is not a rigid body, the impact force Fi is concentrated and transmitted to the bone member 17 near the portion where the obstacle Oc actually hits.
そのため、数本の骨部材１７の内の一本が折れても残りの骨部材１７は折れないことがある。この場合、折れた骨部材１７の周囲部分が極度に破壊されるが他の部分は破壊されない。つまり、数本の骨部材１７の全てを衝撃エネルギー吸収に使用できない。これは、骨部材１７を離間させないで、互いに隣接させてクラッシャブルゾーン１１の全域に配しても、全ての骨部材１７を有効的に使用できないことを意味している。つまり、クラッシャブルゾーン１１で吸収できる衝撃力は極めて低いことを意味している。 Therefore, even if one of several bone members 17 is broken, the remaining bone members 17 may not be broken. In this case, the peripheral portion of the broken bone member 17 is extremely destroyed, but the other portions are not destroyed. That is, all of the several bone members 17 cannot be used for impact energy absorption. This means that all the bone members 17 cannot be effectively used even if the bone members 17 are not separated from each other and arranged adjacent to each other over the entire crushable zone 11. That is, it means that the impact force that can be absorbed by the crushable zone 11 is extremely low.
よって、上述の問題に鑑みて、本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突した時の衝突エネルギーを吸収する鉄道車両の先頭衝撃吸収構造を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a railroad vehicle head impact absorbing structure that absorbs collision energy when an obstacle collides with an offset frontal collision above the railcar frame. .
上記の課題を解決する為に、本発明は、鉄道車両の乗務員室部分が台枠より上の部分で障害物とオフセット正面衝突した時の衝撃を吸収する先頭衝撃吸収構造であって、
前記台枠には、貫通路柱の端部が挿入される収容部が形成されている。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a leading shock absorbing structure that absorbs an impact when an offset frontal collision with an obstacle at a portion above the underframe of a crew member room of a railway vehicle,
A receiving portion into which the end portion of the through-passage column is inserted is formed in the underframe.
本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突したときの衝突エネルギーを効率良くかつなめらかに吸収できる。 The present invention can efficiently and smoothly absorb the collision energy when an obstacle has an offset frontal collision above the railcar frame.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、及び図１１を参照して、本発明の実施の形態に係る先頭衝撃吸収構造について説明する。図１は、本発明の先頭衝撃吸収構造が組み込まれた鉄道車両Ｖｐ（以降、「車両Ｖｐ」）の先頭部である乗務員室部分Ｖｐｆ（図３）の構体を正面から見た状態を示す。図２は、図１の乗務員室部分Ｖｐｆの構体を上からみた状態を示す。同図において、左半分はアーチ桁１３９及びアーチ桁１４０で支えられている屋根の外板１０２（以降、「屋根外板１０２」）で覆われている状態を表し、右半分は屋根外板１０２が無い状態を表している。図３は、図１において、運転士側の乗務員室部分Ｖｐｆの側面を見た状態を示している。図４は、図３において、直線ＩＶ−ＩＶで乗務員室部分Ｖｐｆの構体を切った断面を示す。図５は、図１において、直線Ｖ−Ｖで切ったアーチ桁１３９及びアーチ桁１４０と、カモイ１１４との間の部分、つまり図２の右衝撃吸収部材１７５Ｒの部分を右から見た状態を示す。図６〜図１１は、車両Ｖｐの台枠Ｆｕの構造を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, referring to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10, and 11, the head impact according to the embodiment of the present invention is described. The absorption structure will be described. FIG. 1 shows a state in which a structure of a crew member room portion Vpf (FIG. 3), which is a head portion of a railway vehicle Vp (hereinafter referred to as “vehicle Vp”) in which the head impact absorbing structure of the present invention is incorporated, as viewed from the front. FIG. 2 shows a state where the structure of the crew room portion Vpf of FIG. 1 is viewed from above. In the figure, the left half represents a state covered with an outer skin 102 of the roof supported by the arch girder 139 and arch girder 140 (hereinafter “roof outer plate 102”), and the right half represents the roof outer plate 102. It shows the state without. FIG. 3 shows a state in which the side surface of the driver's side passenger compartment portion Vpf in FIG. 1 is viewed. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the crew member room portion Vpf in FIG. 5 shows a state in which the portion between the arch girder 139 and arch girder 140 cut by the straight line VV and the camoy 114 in FIG. 1, that is, the portion of the right shock absorbing member 175R in FIG. Show. 6 to 11 show the structure of the base frame Fu of the vehicle Vp.
図１に示すように、車両Ｖｐ（乗務員室部分Ｖｐｆ）の前面中央には、天井より高い位置から台枠Ｆｕの中まで貫通して延在するＨ字状に構成された貫通路柱Ｐｔが配設されている。貫通路柱Ｐｔは、同図において向かって右側（車両Ｖｐの内部から見て左側）に示す左貫通路柱ユニットＵＬと、左側（車両Ｖｐの内部から見て右側）に示す右貫通路柱ユニットＵＲと、カモイ１１４とを含む。なお、車両Ｖｐの正面から見て、左貫通路柱ユニットＵＬより右側が運転士側であり、右貫通路柱ユニットＵＲより左側が助士側である。左右の側壁の外板１０１（以降、「側外板１０１」）の内側にはそれぞれ、複数の補強板１３４Ｌ及び１３４Ｒが設けられている。 As shown in FIG. 1, in the center of the front surface of the vehicle Vp (crew compartment portion Vpf), there is a through-passage column Pt configured in an H shape extending through a frame Fu from a position higher than the ceiling. It is arranged. The through-passage column Pt includes a left through-passage column unit UL shown on the right side (left side as viewed from the inside of the vehicle Vp) and a right through-passage column unit shown on the left side (right side as viewed from the inside of the vehicle Vp). UR and camoy 114 are included. When viewed from the front of the vehicle Vp, the right side from the left through road column unit UL is the driver side, and the left side from the right through road column unit UR is the assistant side. A plurality of reinforcing plates 134 </ b> L and 134 </ b> R are provided inside the outer plate 101 (hereinafter, “side outer plate 101”) on the left and right side walls, respectively.
図２に示すように、左貫通路柱ユニットＵＬは、車両Ｖｐの長手（進行）方向Ｄｌに関して、前方（車両Ｖｐの正面）に位置する左前方ユニット１１２Ｌと後方に位置する左後方ユニット１１３Ｌとで、内側と外側のそれぞれに段差を有する（図２）ように一体的に構成されている。同様に、右貫通路柱ユニットＵＲは、前方に位置する右前方ユニット１１２Ｒと後方に位置する右後方ユニット１１３Ｒとで、内側と外側のそれぞれに段差を有するように一体的に構成されている。この内側の段差に、カモイ１１４の両端が当接して、右貫通路柱ユニットＵＲと左貫通路柱ユニットＵＬは一体的に連結（図１参照）されている。さらに、外側の段差に、脇骨１２４Ｌと１２４Ｒの端部がそれぞれ当接して、側外板１０１に連結（図１参照）されている。 As shown in FIG. 2, the left through-passage column unit UL includes a left front unit 112L positioned in front (front of the vehicle Vp) and a left rear unit 113L positioned rearward with respect to the longitudinal (traveling) direction Dl of the vehicle Vp. Thus, they are integrally configured so as to have a step on each of the inner side and the outer side (FIG. 2). Similarly, the right through-passage column unit UR is configured integrally with a right front unit 112R located at the front and a right rear unit 113R located at the rear so as to have steps on the inner side and the outer side. Both ends of the camoy 114 abut against the inner step, and the right through-pass column unit UR and the left through-pass column unit UL are integrally connected (see FIG. 1). Further, the end portions of the lateral bones 124L and 124R are brought into contact with the outer steps, and are connected to the side outer plate 101 (see FIG. 1).
左貫通路柱ユニットＵＬ及び右貫通路柱ユニットＵＲは、車両長手方向Ｄｌに運客仕切部Ｐに向かって延在している。左貫通路柱ユニットＵＬ及び右貫通路柱ユニットＵＲのこの延在端部と運客仕切部Ｐとの間に、それぞれ左衝撃吸収部材１７５Ｌ及び右衝撃吸収部材１７５Ｒが連結されている。なお、前述の複数（本例では、それぞれ４枚）の補強板１３４Ｌ及び補強板１３４Ｒが、側外板１０１の正面からアーチ桁１３９までの領域に設けられている。 The left through road column unit UL and the right through road column unit UR extend toward the passenger partition P in the vehicle longitudinal direction Dl. A left impact absorbing member 175L and a right impact absorbing member 175R are connected between the extended end portions of the left through passage column unit UL and the right through passage column unit UR and the passenger partition portion P, respectively. The plurality of reinforcing plates 134L and the reinforcing plates 134R described above (four in this example) are provided in a region from the front surface of the side outer plate 101 to the arch girder 139.
図３に示すように、乗務員室部分Ｖｐｆの左側壁には、車両の先頭正面からアーチ桁１３９までの領域には補強板１３４Ｌが設けられ、アーチ桁１３９からアーチ桁１４０までの領域には、出入口Ｄが開口されている。図４に示すように、複数（本例では、４枚）の補強板１３４Ｌが、側外板１０１に対して、ほぼ垂直（車両幅方向Ｄｗと平行）に突出して、車両高さ方向Ｄｖ方向に延在している。結果、隣接する補強板１３４Ｌと側外板１０１によって、台枠から天井にかけて延在するコの字状の空間Ｓｖが形成される。この空間Ｓｖは、配管や配線などの収容に利用できる。 As shown in FIG. 3, a reinforcing plate 134L is provided on the left side wall of the passenger compartment portion Vpf in the area from the front front of the vehicle to the arch girder 139, and in the area from the arch girder 139 to the arch girder 140, The entrance / exit D is opened. As shown in FIG. 4, a plurality (four in this example) of reinforcing plates 134L protrude substantially perpendicularly (parallel to the vehicle width direction Dw) with respect to the side outer plate 101, and in the vehicle height direction Dv direction. It extends to. As a result, a U-shaped space Sv extending from the underframe to the ceiling is formed by the adjacent reinforcing plate 134L and the side outer plate 101. This space Sv can be used for accommodating piping, wiring, and the like.
図３に戻って、出入口Ｄの上部を、左衝撃吸収部材１７５Ｌがカモイ１１４と運客仕切部Ｐとに連結されているのが見て取れる。なお、乗務員室部分Ｖｐｆの右側壁にも同様に、補強板１３４Ｒが側外板１０１に対してほぼ垂直（車両幅方向Ｄｗと平行）に突出して、車両高さ方向Ｄｖ方向に延在している。そして、隣接する補強板１３４Ｒと側外板１０１によって、台枠から天井にかけて延在するコの字状の空間Ｓｖが形成される。この空間Ｓｖは、配管や配線などの収容に利用できる。そして、出入口Ｄの上部を、右衝撃吸収部材１７５Ｒがカモイ１１４の後端部と運客仕切部Ｐとに連結されている。 Returning to FIG. 3, it can be seen that the left impact absorbing member 175 </ b> L is connected to the camo 114 and the passenger partition P at the upper part of the entrance / exit D. Similarly, the reinforcing plate 134R protrudes substantially perpendicular to the side outer plate 101 (parallel to the vehicle width direction Dw) and extends in the vehicle height direction Dv direction on the right side wall of the passenger compartment portion Vpf. Yes. The adjacent reinforcing plate 134R and the side outer plate 101 form a U-shaped space Sv extending from the underframe to the ceiling. This space Sv can be used for accommodating piping, wiring, and the like. The right impact absorbing member 175R is connected to the rear end portion of the camo 114 and the passenger partition P at the upper part of the entrance D.
図５を参照して、右衝撃吸収部材１７５Ｒの構成について説明する。本例においては、右衝撃吸収部材１７５Ｒは、カモイ１１４と横梁１５１とに接続されるものと、横梁１５１と横梁１５２とに接続されるものとの二体物として構成されている。この理由を述べると、右衝撃吸収部材１７５Ｒが変形或いは崩壊することによって、オフセット正面衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。そのためには、衝撃力Ｆｉを受けた時に大きく変形あるいは移動すると引き続き衝撃力Ｆｉを受けることができなくなるので、基本的な位置を保つために２以上の別体物として、それぞれを横梁などのしっかりした反力受で保持している。左衝撃吸収部材１７５Ｌについても同様である。なお、右衝撃吸収部材１７５Ｒ及び左衝撃吸収部材１７５Ｌは、一体物として構成されてもよいことは言うまでも無い。 With reference to FIG. 5, the structure of the right shock absorbing member 175R will be described. In the present example, the right shock absorbing member 175R is configured as a two-body object that is connected to the camo 114 and the cross beam 151 and that connected to the cross beam 151 and the cross beam 152. For this reason, the impact energy at the time of the offset frontal collision is absorbed by the right impact absorbing member 175R being deformed or collapsed. For that purpose, if it is greatly deformed or moved when receiving the impact force Fi, it will no longer be able to receive the impact force Fi. It is held by the reaction force receiving. The same applies to the left impact absorbing member 175L. Needless to say, the right shock absorbing member 175R and the left shock absorbing member 175L may be configured as a single body.
つまり、衝撃力Ｆｉに対して右衝撃吸収部材１７５Ｒが逃げてしまわないようにするために、複数の部材に分割してそれぞれを、衝撃力Ｆｉの伝播進路上に保持している。よって、右衝撃吸収部材１７５Ｒの個数は２に限らず適宜決められるものである。なお、左衝撃吸収部材１７５Ｌについても同様である。衝撃吸収部材１７５（右衝撃吸収部材１７５Ｒ及び左衝撃吸収部材１７５Ｌを総称）は、通常の荷重に耐える強度を有しながら、衝突荷重に対しては座屈変形しやすい部材である必要がある。衝撃吸収部材１７５の具体例として、金属製の角型のパイプや、複数個の穴を形成した金属製のチューブ状の部材が挙げられる。衝撃吸収部材１７５の素材は、アルミニウム合金材や鋼材等である。 That is, in order to prevent the right impact absorbing member 175R from escaping with respect to the impact force Fi, the right impact absorbing member 175R is divided into a plurality of members and each is held on the propagation path of the impact force Fi. Therefore, the number of right impact absorbing members 175R is not limited to two and can be determined as appropriate. The same applies to the left impact absorbing member 175L. The shock absorbing member 175 (generically referring to the right shock absorbing member 175R and the left shock absorbing member 175L) needs to be a member that is easily buckled and deformed with respect to a collision load while having strength to withstand a normal load. Specific examples of the impact absorbing member 175 include a metal square pipe and a metal tube-shaped member in which a plurality of holes are formed. The material of the shock absorbing member 175 is an aluminum alloy material or steel material.
次に、図６、図７、図８、図９、図１０、及び図１１を参照して、車両Ｖｐの台枠Ｆｕ（図１、図３）について説明する。図１を参照して述べたように、台枠Ｆｕには貫通路柱Ｐｔの下端が挿入されて保持されている。台枠Ｆｕは、基本的に上述の台枠Ｆｕｃ（図１７）に複数種類の部材が追加或いは変更された構造を有している。具体的には、図６に示すように、台枠Ｆｕは車両長手方向Ｄｌに延在する縦梁と車両幅方向Ｄｗに延在する横梁とを有し、平面視した状態で概ね左右対称の形状を有する。台枠Ｆｕは、収容部Ｃｐｔ（収容部ＣｐｔＲ及びＣｐｔＬ）、横梁２２４、長手梁２２６、及び側梁補強部材Ｒｅ２０４が追加されると共に、横梁２０８（横梁２０８Ｒ及び２０８Ｌ）及び端梁２０２（端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌ）がそれぞれ、横梁２２８（横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌ）及び端梁２２２（端梁２２２Ｒ及び２２２Ｌ）に置き換えられている。 Next, the frame Fu (FIGS. 1 and 3) of the vehicle Vp will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, 9, 10, and 11. FIG. As described with reference to FIG. 1, the lower end of the through-pass post Pt is inserted and held in the underframe Fu. The frame Fu basically has a structure in which a plurality of types of members are added or changed to the above-described frame Fuc (FIG. 17). Specifically, as shown in FIG. 6, the underframe Fu has a longitudinal beam extending in the vehicle longitudinal direction Dl and a transverse beam extending in the vehicle width direction Dw, and is substantially bilaterally symmetric in plan view. Has a shape. The frame Fu is provided with a receiving portion Cpt (receiving portions CptR and CptL), a horizontal beam 224, a longitudinal beam 226, and a side beam reinforcing member Re204, and a horizontal beam 208 (horizontal beams 208R and 208L) and an end beam 202 (end beam). 202R and 202L) are replaced by the cross beams 228 (cross beams 228R and 228L) and end beams 222 (end beams 222R and 222L), respectively.
端梁２２２Ｒ及び２２２Ｌの形状は、端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌの形状（図１７）と若干異なるが、この相違は車両のデザインの相違によるものである。以下に従来の台枠Ｆｕｃの部材に対応する部材には同じ符号を付して、特に必要で無い限りその説明を省略し、本発明に固有の部材及び特徴について重点的に説明する。 The shapes of the end beams 222R and 222L are slightly different from the shapes of the end beams 202R and 202L (FIG. 17), but this difference is due to a difference in vehicle design. In the following, members corresponding to those of the conventional underframe Fuc are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted unless particularly necessary, and members and features unique to the present invention will be mainly described.
横梁２２８同士の車両長手方向Ｄｌにおける間隔は、横梁２０８（図１７）同士の車両長手方向Ｄｌにおける間隔より小さい。このことにより、横梁２２８Ｒ（２２８Ｌ）による台枠Ｆｕの剛性補強は、横梁２０８Ｒ（２０８Ｌ）による台枠Ｆｕｃ（図１７）の剛性補強よりも大きい。 The distance between the transverse beams 228 in the vehicle longitudinal direction Dl is smaller than the distance between the transverse beams 208 (FIG. 17) in the vehicle longitudinal direction Dl. Accordingly, the rigidity reinforcement of the frame Fu by the horizontal beam 228R (228L) is larger than the rigidity reinforcement of the frame Fuc (FIG. 17) by the horizontal beam 208R (208L).
台枠Ｆｕにおいて端梁２２２と枕梁２１０との間で、側梁２０４Ｒと中梁２０６Ｒとは、３個の横梁２２８Ｒ（横梁２２８ａＲ、横梁２２８ｂＲ、及び横梁２２８ｃＲ）により互いに接続されている。同様に、側梁２０４Ｌと中梁２０６Ｌとは、３個の横梁２２８Ｌ（横梁２２８ａＬ、横梁２２８ｂＬ、及び横梁２２８ｃＬ）により互いに接続されている。このように、本例においては、それぞれ３本の横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌが台枠Ｆｕに配設されているが、３本に限定されるものではなく、それぞれ任意の所定数Ｎ本の横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌを設けることができる。所定数Ｎは、台枠Ｆｕに要求される強度や、車両Ｖｐの車両長手方向Ｄｌの長さに基づいて決定される。図６に示す例では、Ｎ＝３である。 In the frame Fu, between the end beam 222 and the pillow beam 210, the side beam 204R and the middle beam 206R are connected to each other by three horizontal beams 228R (the horizontal beam 228aR, the horizontal beam 228bR, and the horizontal beam 228cR). Similarly, the side beam 204L and the middle beam 206L are connected to each other by three lateral beams 228L (a lateral beam 228aL, a lateral beam 228bL, and a lateral beam 228cL). As described above, in this example, the three transverse beams 228R and 228L are arranged on the frame Fu, but the number is not limited to three, and an arbitrary predetermined number N of the transverse beams 228R and 228R, respectively. 228L can be provided. The predetermined number N is determined based on the strength required for the underframe Fu and the length of the vehicle Vp in the vehicle longitudinal direction Dl. In the example shown in FIG. 6, N = 3.
次に、図６及び図７を参照して、貫通路柱Ｐｔの下端が挿入される収容部Ｃｐｔについて説明する。収容部Ｃｐｔは、収容部ＣｐｔＲと収容部ＣｐｔＬとを含む。収容部ＣｐｔＲ及びＣｐｔＬは、端梁２２２Ｒの中梁２０６Ｒ側の端部と、端梁２２２Ｌの中梁２０６Ｌ側の端部とにそれぞれ形成されている。図７に示すように、収容部Ｃｐｔ（ＣｐｔＬ）は、端梁２２２（２２２Ｌ）の上面部から内部に向かって（図７（ｂ）参照）、貫通路柱Ｐｔの下端部の外形状に相当する形状（図７（ａ）参照）に部分的に切り欠かれて形成される凹部である。この凹部に貫通路柱Ｐｔの下端部が挿入されて、貫通路柱Ｐｔが台枠Ｆｕの端梁２２２に保持される。この意味において、以下、収容部Ｃｐｔを切欠Ｃｐｔと呼ぶ。 Next, with reference to FIG.6 and FIG.7, the accommodating part Cpt by which the lower end of the penetration path pillar Pt is inserted is demonstrated. The housing part Cpt includes a housing part CptR and a housing part CptL. The accommodating portions CptR and CptL are respectively formed at the end on the middle beam 206R side of the end beam 222R and the end on the middle beam 206L side of the end beam 222L. As shown in FIG. 7, the accommodating portion Cpt (CptL) corresponds to the outer shape of the lower end portion of the through-pass column Pt from the upper surface portion of the end beam 222 (222L) toward the inside (see FIG. 7B). It is the recessed part formed by notching partially to the shape (refer Fig.7 (a)) to do. The lower end portion of the through-pass column Pt is inserted into the recess, and the through-pass column Pt is held by the end beam 222 of the base frame Fu. In this sense, hereinafter, the accommodating portion Cpt is referred to as a notch Cpt.
切欠ＣｐｔＬには貫通路柱Ｐｔの下端が挿入される。同様に、切欠ＣｐｔＲにも貫通路柱Ｐｔの下端部が挿入される。この状態で、貫通路柱Ｐｔが台枠Ｆｕに固定且つ保持される。収容部Ｃｐｔは貫通穴であってもよく、また端梁２２２を部分的に折り曲げることにより形成してもよい。そして、貫通路柱Ｐｔの下端は台枠Ｆｕを貫通していてもよい。 The lower end of the through-pass post Pt is inserted into the notch CptL. Similarly, the lower end portion of the through-pass post Pt is also inserted into the notch CptR. In this state, the through passage pillar Pt is fixed and held on the underframe Fu. The accommodating portion Cpt may be a through hole, or may be formed by partially bending the end beam 222. And the lower end of penetration column Pt may penetrate base frame Fu.
次に図６及び図８を参照して、横梁２２４について説明する。横梁２２４は、それぞれ１本の横梁２２４Ｒと横梁２２４Ｌとを含む。横梁２２４Ｒは、端梁２２２Ｒと最前方に位置する横梁２２８Ｒ（横梁２２８ａＲ）との間に配置されて、車両幅方向Ｄｗに延在する。なお、横梁２２４Ｒの中梁２０６Ｒに対する位置は、従来の台枠Ｆｕｃにおいて、先頭側の横梁２０８ａＲの中梁２０６Ｒに対する位置と同じである。つまり、台枠Ｆｕｃにおける３本の横梁２０８Ｒが配されている領域と同等の領域に、１本の横梁２２４Ｒと３本の横梁２２８Ｒが配されている。同様に、横梁２２４Ｌは、端梁２２２Ｌと最前方に位置する横梁２２８Ｌ（横梁２２８ａＬ）との間に配置されて、車両幅方向Ｄｗに延在する。つまり、台枠Ｆｕにおいては、台枠Ｆｕｃに比べてより多くの横梁２２４及び２２８によって強度補強されている。 Next, the horizontal beam 224 will be described with reference to FIGS. 6 and 8. Each of the cross beams 224 includes one cross beam 224R and a cross beam 224L. The transverse beam 224R is disposed between the end beam 222R and the foremost transverse beam 228R (lateral beam 228aR), and extends in the vehicle width direction Dw. Note that the position of the transverse beam 224R relative to the middle beam 206R is the same as the position of the leading transverse beam 208aR relative to the middle beam 206R in the conventional underframe Fuc. That is, one horizontal beam 224R and three horizontal beams 228R are arranged in an area equivalent to the area where the three horizontal beams 208R are arranged in the underframe Fuc. Similarly, the lateral beam 224L is disposed between the end beam 222L and the foremost lateral beam 228L (lateral beam 228aL), and extends in the vehicle width direction Dw. In other words, the frame Fu is reinforced by more transverse beams 224 and 228 than the frame Fuc.
図８に示すように、横梁２２４の断面は、直角四辺形の１辺が除去された３辺からなる所謂コ字状（Ｃ字状）である。横梁２２４は、互いに対向する横梁水平部２２４ｕ及び２２４ｂと、横梁水平部２２４ｕと横梁水平部２２４ｂとを接続する横梁鉛直部２２４ｖとを含む。図６及び図８から見てとれるように、横梁２２４は、横梁鉛直部２２４ｖが端梁２２２に対向するように配置されている。横梁水平部２２４ｕ及び２２４ｂ間に形成される開放部は、最前方に位置する断面コ字状の横梁２２８の開放部に対向する（図６（ｂ）参照）。 As shown in FIG. 8, the cross section of the horizontal beam 224 has a so-called U-shape (C-shape) including three sides from which one side of the right-angled quadrilateral is removed. The horizontal beam 224 includes horizontal beam horizontal portions 224u and 224b facing each other, and a horizontal beam vertical portion 224v that connects the horizontal beam horizontal portion 224u and the horizontal beam horizontal portion 224b. As can be seen from FIGS. 6 and 8, the cross beam 224 is arranged so that the cross beam vertical portion 224 v faces the end beam 222. The open portion formed between the horizontal beam horizontal portions 224u and 224b faces the open portion of the cross beam U-shaped cross beam 228 located at the forefront (see FIG. 6B).
横梁２２４の幅ｗ２２４（横梁水平部２２４ｕの車両長手方向Ｄｌにおける長さ）は、横梁２２８の幅（車両長手方向Ｄｌにおける長さ）より大きい。図示例では、横梁２２４の幅ｗ２２４は、横梁２２８の幅の約２倍である。また、横梁２２４の厚さｔ２２４は、横梁２２８の厚さより大きい。図示例では、横梁２２４の厚さｔ２２４は、横梁２２８の厚さの約２倍である。つまり、横梁２２４の剛性は、横梁２２８の剛性より大きい。この意味において、以降、横梁２２４を必要に応じて強化梁と呼ぶ。なお、横梁２２４の幅ｗ２２４及び厚さｔ２２４は必要に応じて適宜決定することができる。 The width w224 of the cross beam 224 (the length of the horizontal beam horizontal portion 224u in the vehicle longitudinal direction Dl) is larger than the width of the cross beam 228 (the length in the vehicle longitudinal direction Dl). In the illustrated example, the width w 224 of the cross beam 224 is approximately twice the width of the cross beam 228. Further, the thickness t224 of the cross beam 224 is larger than the thickness of the cross beam 228. In the illustrated example, the thickness t 224 of the cross beam 224 is approximately twice the thickness of the cross beam 228. That is, the rigidity of the cross beam 224 is larger than the rigidity of the cross beam 228. In this sense, the lateral beam 224 is hereinafter referred to as a reinforced beam as necessary. Note that the width w224 and the thickness t224 of the cross beam 224 can be appropriately determined as necessary.
台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌにおいて強化梁２２４（横梁２２４を含む）から車両後方側に向かって延在する後方領域と、強化梁２２４（横梁２２４を含まず）から車両前方側（端梁２２２）に向かって延在する前方領域とに分類される。つまり、後方領域は横梁２２４及びＮ×２本の横梁２２８によって強度補強されており、強度補強されていない前方領域に比べてより大きな構造強度及び剛性を有している。 The underframe Fu includes a rear region extending from the reinforcing beam 224 (including the horizontal beam 224) toward the vehicle rear side in the vehicle longitudinal direction D1, and the vehicle front side (end beam) from the reinforcing beam 224 (not including the horizontal beam 224). 222) and the front region extending toward the front. In other words, the rear region is reinforced by the cross beams 224 and the N × 2 cross beams 228, and has greater structural strength and rigidity than the front region that is not reinforced.
次に図６及び図９を参照して、長手梁２２６について説明する。長手梁２２６は、横梁２２４と枕梁２１０との間に配置されて、車両長手方向Ｄｌに延在する。長手梁２２６は、横梁２２４Ｒと枕梁２１０との間に配置される所定数Ｌ（Ｌは自然数）個の長手梁２２６Ｒと、横梁２２４Ｌと枕梁２１０との間に配置される所定数Ｌ個の長手梁２２６Ｌとを含む。図示例では、Ｌ＝８である。 Next, the longitudinal beam 226 will be described with reference to FIGS. 6 and 9. The longitudinal beam 226 is disposed between the transverse beam 224 and the pillow beam 210 and extends in the vehicle longitudinal direction Dl. The longitudinal beam 226 includes a predetermined number L (L is a natural number) of the longitudinal beams 226R disposed between the lateral beam 224R and the pillow beam 210, and a predetermined number L of the longitudinal beams 226 disposed between the lateral beam 224L and the pillow beam 210. Long beam 226L. In the illustrated example, L = 8.
長手梁２２６Ｒは、長手梁２２６ａＲと、長手梁２２６ｂＲと、長手梁２２６ｃＲと、長手梁２２６ｄＲと、長手梁２２６ｅＲと、長手梁２２６ｇＲとを含む。同様に、長手梁２２６Ｌは、長手梁２２６ａＬと、長手梁２２６ｂＬと、長手梁２２６ｃＬと、長手梁２２６ｄＬと、長手梁２２６ｆＬと、長手梁２２６ｇＬとを含む。 The longitudinal beam 226R includes a longitudinal beam 226aR, a longitudinal beam 226bR, a longitudinal beam 226cR, a longitudinal beam 226dR, a longitudinal beam 226eR, and a longitudinal beam 226gR. Similarly, the longitudinal beam 226L includes a longitudinal beam 226aL, a longitudinal beam 226bL, a longitudinal beam 226cL, a longitudinal beam 226dL, a longitudinal beam 226fL, and a longitudinal beam 226gL.
長手梁２２６ａＲは、横梁２２４Ｒと横梁２２８ａＲとの間に配置されて、横梁２２４Ｒと横梁２２８ａＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ａＲは２個配置されている。同様に、長手梁２２６ａＬは、横梁２２４Ｌと横梁２２８ａＬとの間に配置されて、横梁２２４Ｌと横梁２２８ａＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ａＬは２個配置されている。長手梁２２６ａＲ及び２２６ａＬの断面はコ字状（Ｃ字状）である。 The longitudinal beam 226aR is disposed between the transverse beam 224R and the transverse beam 228aR, and connects the transverse beam 224R and the transverse beam 228aR. In the illustrated example, two longitudinal beams 226aR are arranged. Similarly, the longitudinal beam 226aL is disposed between the transverse beam 224L and the transverse beam 228aL, and connects the transverse beam 224L and the transverse beam 228aL. In the illustrated example, two longitudinal beams 226aL are arranged. The cross sections of the longitudinal beams 226aR and 226aL are U-shaped (C-shaped).
長手梁２２６ｂＲは、横梁２２８ａＲと横梁２２８ｂＲとの間に配置されて、横梁２２８ａＲと横梁２２８ｂＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｂＲは２個配置されている。同様に、長手梁２２６ｂＬは、横梁２２８ａＬと横梁２２８ｂＬとの間に配置されて、横梁２２８ａＬと横梁２２８ｂＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｂＬは２個配置されている。長手梁２２６ｂＲ及び２２６ｂＬの断面はコ字状（Ｃ字状）である。 The longitudinal beam 226bR is disposed between the transverse beam 228aR and the transverse beam 228bR, and connects the transverse beam 228aR and the transverse beam 228bR. In the illustrated example, two longitudinal beams 226bR are arranged. Similarly, the longitudinal beam 226bL is disposed between the transverse beam 228aL and the transverse beam 228bL, and connects the transverse beam 228aL and the transverse beam 228bL. In the illustrated example, two longitudinal beams 226bL are arranged. The cross sections of the longitudinal beams 226bR and 226bL are U-shaped (C-shaped).
長手梁２２６ｃＲは、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとの間に配置されて、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｃＲは１個配置されている。同様に、長手梁２２６ｃＬは、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとの間に配置されて、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｃＬは１個配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｃＬの断面は、直角四辺形の隣接する２辺が除去された２辺からなる所謂Ｌ字状である。 The longitudinal beam 226cR is disposed between the transverse beam 228bR and the transverse beam 228cR, and connects the transverse beam 228bR and the transverse beam 228cR. In the illustrated example, one longitudinal beam 226cR is arranged. Similarly, the longitudinal beam 226cL is disposed between the horizontal beam 228bL and the horizontal beam 228cL, and connects the horizontal beam 228bL and the horizontal beam 228cL. In the illustrated example, one longitudinal beam 226cL is arranged. As can be seen from FIG. 9, the cross section of the longitudinal beam 226cL is a so-called L-shape consisting of two sides from which two adjacent sides of a right-angled quadrilateral are removed.
長手梁２２６ｄＲと長手梁２２６ｅＲとは、横梁２２８ｃＲと枕梁２１０との間に配置されて、横梁２２８ｃＲと枕梁２１０とを接続する。図示例では、長手梁２２６ｄＲ及び２２６ｅＲは１個ずつ配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｄＲ及び２２６ｅＲの断面はコ字状（Ｃ字状）である。同様に、長手梁２２６ｄＬと長手梁２２６ｆＬとは、横梁２２８ｃＬと枕梁２１０との間に配置されて、横梁２２８ｃＬと枕梁２１０とを接続する。図示例では、長手梁２２６ｄＬ及び２２６ｆＬは１個ずつ配置されている。 The longitudinal beam 226dR and the longitudinal beam 226eR are disposed between the transverse beam 228cR and the pillow beam 210, and connect the transverse beam 228cR and the pillow beam 210. In the illustrated example, the longitudinal beams 226dR and 226eR are arranged one by one. As can be seen from FIG. 9, the cross-sections of the longitudinal beams 226dR and 226eR are U-shaped (C-shaped). Similarly, the longitudinal beam 226dL and the longitudinal beam 226fL are disposed between the transverse beam 228cL and the pillow beam 210, and connect the transverse beam 228cL and the pillow beam 210. In the illustrated example, the longitudinal beams 226dL and 226fL are arranged one by one.
長手梁２２６ｇＲは、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとの間に配置されて、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｇＲは１個配置されている。同様に、長手梁２２６ｇＬは、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとの間に配置されて、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｇＬは１個配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｇＬの断面はＬ字状である。 The longitudinal beam 226gR is disposed between the transverse beam 228bR and the transverse beam 228cR, and connects the transverse beam 228bR and the transverse beam 228cR. In the illustrated example, one longitudinal beam 226gR is arranged. Similarly, the longitudinal beam 226gL is disposed between the horizontal beam 228bL and the horizontal beam 228cL, and connects the horizontal beam 228bL and the horizontal beam 228cL. In the illustrated example, one longitudinal beam 226gL is arranged. As can be seen from FIG. 9, the cross section of the longitudinal beam 226gL is L-shaped.
車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ｃＲと長手梁２２６ｇＲとの間の距離は、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ａＲと長手梁２２６ａＲとの間の距離よりも大きい。同様に、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ｃＬと長手梁２２６ｇＬとの間の距離は、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ａＬと長手梁２２６ａＬとの間の距離よりも大きい。つまり、長手梁２２６ｃＲと長手梁２２６ｇＲとは、車両Ｖｐの床下に取り付けられる床下機器（不図示）を避けるように配置されている。同様に、長手梁２２６ｃＬと長手梁２２６ｇＬとは、床下機器を避けるように配置されている。 The distance between the longitudinal beam 226cR and the longitudinal beam 226gR in the vehicle width direction Dw is larger than the distance between the longitudinal beam 226aR and the longitudinal beam 226aR in the vehicle width direction Dw. Similarly, the distance between the longitudinal beam 226cL and the longitudinal beam 226gL in the vehicle width direction Dw is larger than the distance between the longitudinal beam 226aL and the longitudinal beam 226aL in the vehicle width direction Dw. That is, the longitudinal beam 226cR and the longitudinal beam 226gR are disposed so as to avoid an underfloor device (not shown) attached to the underfloor of the vehicle Vp. Similarly, the longitudinal beam 226cL and the longitudinal beam 226gL are arranged so as to avoid the underfloor equipment.
上述のように、横梁２２４と横梁２２８によって強度補強された台枠Ｆｕの後方領域は、長手梁２２６によってさらに強度補強と共に剛性も向上されている。つまり、後方領域の前方領域に対する構造強度及び剛性の差は拡大されている。 As described above, the rigidity of the rear region of the base frame Fu reinforced by the cross beam 224 and the cross beam 228 is further improved by the longitudinal beam 226 as well as the strength reinforcement. That is, the difference in structural strength and rigidity of the rear region with respect to the front region is increased.
次に図６及び図１１を参照して、側梁補強部材Ｒｅ２０４について説明する。側梁補強部材Ｒｅ２０４は、側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒと側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｌとを含む。側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒ及びＲｅ２０４Ｌは、車両長手方向Ｄｌに延在する。図１１から読み取れるように、断面コ字状（Ｃ字状）の側梁２０４Ｌの開口部を塞ぐように平板状の側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｌが配置されている。同様に、側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒは、断面コ字状（Ｃ字状）の側梁２０４Ｒの開口部を塞ぐように配置されている。このように、台枠Ｆｕの後方領域は、側梁補強部材Ｒｅ２０４によってさらに、強度及び剛性が向上されている。 Next, the side beam reinforcing member Re204 will be described with reference to FIGS. The side beam reinforcing member Re204 includes a side beam reinforcing member Re204R and a side beam reinforcing member Re204L. The side beam reinforcing members Re204R and Re204L extend in the vehicle longitudinal direction Dl. As can be seen from FIG. 11, the plate-like side beam reinforcing member Re204L is disposed so as to close the opening of the side beam 204L having a U-shaped cross section (C shape). Similarly, the side beam reinforcing member Re204R is disposed so as to close the opening of the side beam 204R having a U-shaped cross section (C shape). As described above, the strength and rigidity of the rear region of the underframe Fu are further improved by the side beam reinforcing member Re204.
要約すると台枠Ｆｕは、従来の台枠Ｆｕｃと比較して、主に下記の３つの特徴を有する。第１に、台枠Ｆｕには、貫通路柱Ｐｔが挿入されて固定される収容部（切欠）Ｃｐｔが設けられている。第２に、台枠Ｆｕは、車両幅方向Ｄｗに延在する強化梁（横梁）２２４を新たに備えている。第３に、台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌに延在する長手梁２２６と、側梁補強部材Ｒｅ２０４とを新たに備えている。 In summary, the underframe Fu has the following three features as compared with the conventional underframe Fuc. First, the frame Fu is provided with a receiving portion (notch) Cpt into which the through-pass pillar Pt is inserted and fixed. Secondly, the underframe Fu is newly provided with reinforcing beams (lateral beams) 224 extending in the vehicle width direction Dw. Thirdly, the underframe Fu is newly provided with a longitudinal beam 226 extending in the vehicle longitudinal direction Dl and a side beam reinforcing member Re204.
上述の構成を有する台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌにおける、強化梁２２４（横梁２２４を含む）から後方の部分の構造強度が、従来の台枠Ｆｕｃに比して向上している。台枠Ｆｕにおいて、強化梁２２４より前方の部分（横梁２２４を含まず）の構造強度は、従来の台枠Ｆｕｃと同程度である。つまり台枠Ｆｕには、上述のように、強化梁２２４を境にして、剛性（構造強度）の異なる２つの領域（後方領域及び前方領域）が形成されている。 In the frame Fu having the above-described configuration, the structural strength of the portion behind the reinforcing beam 224 (including the horizontal beam 224) in the vehicle longitudinal direction Dl is improved as compared with the conventional frame Fuc. In the frame frame Fu, the structural strength of the portion in front of the reinforcing beam 224 (not including the horizontal beam 224) is approximately the same as that of the conventional frame frame Fuc. That is, as described above, two regions (a rear region and a front region) having different rigidity (structural strength) are formed in the frame Fu with the reinforcing beam 224 as a boundary.
後方領域は、強化梁である横梁２２４に接続された複数の縦梁（長手梁２２６）を含む。そのため、横梁２２４より後方の部分の剛性は、前方領域の剛性より高い（大きい）。この意味において、以降、台枠Ｆｕにおける横梁２２４より前方の部分（前方領域）を台枠柔部分ＶｐＦｒ（図６）と呼び、横梁２２４より後方の部分（後方領域）を台枠剛部分ＶｐＲｉ（図６）と呼ぶ。台枠剛部分ＶｐＲｉは、特に車両長手方向Ｄｌに働く圧縮・引張荷重に対する強度が向上している。 The rear region includes a plurality of longitudinal beams (longitudinal beams 226) connected to the transverse beams 224 that are reinforcing beams. Therefore, the rigidity of the portion behind the transverse beam 224 is higher (larger) than the rigidity of the front region. In this sense, hereinafter, a portion (front region) in front of the horizontal beam 224 in the frame Fu is referred to as a frame flexible portion VpFr (FIG. 6), and a portion (rear region) behind the horizontal beam 224 is referred to as a frame rigid portion VpRi ( FIG. 6). The frame rigid portion VpRi is particularly improved in strength against compression / tension load acting in the vehicle longitudinal direction Dl.
車両Ｖｐが障害物にオフセット正面衝突した時の台枠Ｆｕによる衝撃吸収について、図１３を参照して説明する。障害物が車両Ｖｐの貫通路柱Ｐｔに衝突すると、貫通路柱Ｐｔが車両長手方向Ｄｌにおける後方に向かって倒れる。本発明においては、貫通路柱Ｐｔの下端が台枠Ｆｕに設けられた切欠Ｃｐｔに挿入されて固定されている。よって、オフセット正面衝突時にも、貫通路柱Ｐｔは、切欠Ｃｐｔに挿入されて固定されている部分を支点として、回転しながら運客仕切部Ｐに近づき、貫通路柱Ｐｔは従来の前面Ｗｆ（図１６参照）のように被破壊前面Ｗｆｂとして、運転士Ｏに向かって平行移動することはない。なお、貫通路柱Ｐｔの回転により、台枠Ｆｕは端梁２２２から横梁２２４の手前までまくれ上がる。この時に、衝突エネルギーが吸収される。 The shock absorption by the frame Fu when the vehicle Vp collides with an obstacle in an offset front will be described with reference to FIG. When the obstacle collides with the through road column Pt of the vehicle Vp, the through road column Pt falls backward in the vehicle longitudinal direction Dl. In the present invention, the lower end of the through-pass post Pt is inserted and fixed in a notch Cpt provided in the frame Fu. Therefore, even during an offset frontal collision, the through-pass column Pt approaches the passenger partition P while rotating with the portion inserted and fixed in the notch Cpt as a fulcrum. As shown in FIG. 16, the front surface Wfb is not translated toward the driver O. The frame Fu is turned up from the end beam 222 to the front of the horizontal beam 224 by the rotation of the through-passage column Pt. At this time, the collision energy is absorbed.
台枠Ｆｕにおいては、台枠剛部分ＶｐＲｉの、車両長手方向Ｄｌに働く圧縮・引張荷重に対する構造強度が向上している。そのため、衝突エネルギーの吸収は主に、台枠柔部分ＶｐＦｒがまくれあがることと、台枠柔部分ＶｐＦｒに含まれる骨部材が変形することとにより行われる。 In the frame frame Fu, the structural strength of the frame frame rigid portion VpRi with respect to the compression / tension load acting in the vehicle longitudinal direction Dl is improved. Therefore, the collision energy is absorbed mainly by turning up the underframe flexible portion VpFr and deforming the bone member included in the underframe flexible portion VpFr.
次に、図１２、図１３、及び図１４を参照して、本発明の実施の形態に係る先頭衝撃吸収構造による、オフセット正面衝突時の衝撃吸収について以下に説明する。図１２に、乗務員室部分Ｖｐｆにおける先頭衝撃吸収構造を模式的に示す。同図において、運客仕切部Ｐより左側が乗務員室部分Ｖｐｆであり、右側が客室部分Ｖｐｐである。本発明に係る先頭衝撃吸収構造は、貫通路柱Ｐｔの端部が台枠Ｆｕの収容部Ｃｐｔに貫入されている構造（以降、「貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ」）と、台枠Ｆｕに剛性（構造強度）の異なる２つの領域（台枠柔部分ＶｐＦｒ及び台枠剛部分ＶｐＲｉ）が設けられている構造（以降、「台枠柔−剛構造」）と、複数（本例では、３つ）の衝撃吸収部材１７５が貫通路柱Ｐｔのカモイ１１４と運客仕切部Ｐとの間で保持されている構造（以降「天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃ」」）と、複数（本例では、４枚）の補強板１３４が側外板１０１に対して垂直に且つ台枠から天井に向かって延在している構造（以降、「側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓ」）とを含んでいる。 Next, with reference to FIG. 12, FIG. 13, and FIG. 14, the impact absorption at the time of offset frontal collision by the leading impact absorbing structure according to the embodiment of the present invention will be described below. FIG. 12 schematically shows the leading shock absorbing structure in the crew room portion Vpf. In the figure, the left side of the passenger partition P is the crew room portion Vpf, and the right side is the cabin portion Vpp. The leading shock absorbing structure according to the present invention includes a structure in which an end portion of the through-pass column Pt is inserted into the receiving portion Cpt of the underframe Fu (hereinafter referred to as a “through-through column base frame fixing structure Spf”), and a underframe Fu. In which two regions (underframe flexible portion VpFr and underframe rigid portion VpRi) having different stiffness (structural strength) are provided (hereinafter, “underframe flexible-rigid structure”) and a plurality of (in this example, Three (three) shock absorbing members 175 are held between the camoy 114 of the through-passage column Pt and the passenger partition P (hereinafter “ceiling shock absorbing structure Spc”), and a plurality (in this example, The four reinforcing plates 134 include a structure (hereinafter referred to as “side wall impact absorbing structure Sps”) that extends perpendicularly to the side outer plate 101 and extends from the underframe toward the ceiling.
次に、図１３を参照して、図１２に示した乗務員室部分Ｖｐｆがオフセット正面衝突した時の貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとによる衝撃吸収について、ステージＳ１〜Ｓ５の５段階に分けて説明する。 Next, with reference to FIG. 13, the shock absorption by the through-passage column base frame fixing structure Spf and the ceiling shock absorbing structure Spc when the crew member room portion Vpf shown in FIG. The description will be divided into five stages of S5.
ステージＳ１では、障害物Ｏｃ（たとえば、２５トントラック）が時速６０ｋｍの速度で車両Ｖｐの貫通路柱Ｐｔに衝突する。 In the stage S1, the obstacle Oc (for example, a 25-ton truck) collides with the through road column Pt of the vehicle Vp at a speed of 60 km / h.
ステージＳ２では、貫通路柱Ｐｔが倒れる。本発明においては、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆによって、貫通路柱Ｐｔの下端が台枠Ｆｕの収容部Ｃｐｔに挿入されて固定されているので、貫通路柱Ｐｔは従来の前面Ｗｆのように被破壊前面Ｗｆｂとして、運転士Ｏに向かって平行移動することはない。貫通路柱Ｐｔは、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆの部分を支点として、回転しながら運客仕切部Ｐに近づく。貫通路柱Ｐｔの回転により、台枠Ｆｕは先頭から第２端梁（強化梁２２４（図６））までまくれ上がる。この時に、衝突エネルギーが吸収される。これを、衝突エネルギーの一次吸収Ａｅｃ１と呼ぶ。 In stage S2, the through-passage pillar Pt falls down. In the present invention, the through-path column Pt frame fixing structure Spf inserts and fixes the lower end of the through-channel column Pt into the accommodating portion Cpt of the underframe Fu, so that the through-channel column Pt is like the conventional front surface Wf. In other words, the front surface Wfb is not translated toward the driver O. The through-pass column Pt approaches the passenger partition P while rotating with the portion of the through-pass column base frame fixing structure Spf as a fulcrum. Due to the rotation of the through-passage column Pt, the underframe Fu rises up from the top to the second end beam (the reinforcing beam 224 (FIG. 6)). At this time, the collision energy is absorbed. This is called primary absorption Aec1 of collision energy.
ステージＳ３では、貫通路柱Ｐｔが天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃの衝撃吸収部材１７５ごと、乗務員室部分Ｖｐｆの屋根部と側部を押しつぶす。このとき、ステージＳ２で吸収されなかった衝突エネルギーが衝撃吸収部材１７５によって吸収（以降、「二次吸収Ａｅｃ２」）されると共に乗務員室部分Ｖｐｆの屋根部と側部によって吸収（以降、「三次吸収Ａｅｃ３」）される。 In the stage S3, the through passage pillar Pt crushes the roof portion and the side portion of the crew member room portion Vpf together with the shock absorbing member 175 of the ceiling portion shock absorbing structure Spc. At this time, the collision energy that has not been absorbed in the stage S2 is absorbed by the shock absorbing member 175 (hereinafter referred to as “secondary absorption Aec2”) and is also absorbed by the roof portion and the side portion of the crew room portion Vpf (hereinafter referred to as “third absorption”). Aec3 ").
ステージＳ４では、貫通路柱Ｐｔ（及び、押しつぶされた衝撃吸収部材１７５）が運客仕切部Ｐで受け止められて、ステージＳ３で吸収されなかったエネルギーは、運客仕切部Ｐから客室部分Ｖｐｐに伝播される。 In stage S4, the through-passage pillar Pt (and the crushed shock absorbing member 175) is received by the passenger partition P, and the energy that is not absorbed in the stage S3 is transferred from the passenger partition P to the cabin part Vpp. Propagated.
ステージＳ５では、崩壊・変形が終息し、伝播されたエネルギーが後方の構造で緩やかに低減される。この状態では障害物と列車の速度はほぼ等しくなっているが、障害物を引きずる抵抗があるために、反力Ｆｒは０とならない。 In stage S5, the collapse / deformation ends, and the transmitted energy is gently reduced by the rear structure. In this state, the speed of the obstacle and the train are almost equal, but the reaction force Fr does not become zero because there is resistance to drag the obstacle.
図１４に、図２０と対比して、ステージＳ１〜ステージＳ５までの車両Ｖｐにおけるオフセット正面衝突時の乗務員室部分Ｖｐｆの状態について説明する。同図において、二点鎖線Ｌｃは、図２０に示した車両Ｖｃにおける反力Ｆｒ−時刻ｔの関係を示す。実線Ｌｐは本発明の実施の形態に係る貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ及び天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃを組み込んだ車両Ｖｐ（乗務員室部分Ｖｐｆ）における反力Ｆｒ−時刻ｔの関係を示す。なお、対比のために、崩壊・変形期間Ｐｄの開始時刻ｔ１及び終了時刻ｔ２は同じとして表示しているが、実際にそれぞれ乗務員室部分Ｖｐｆや貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ及び天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃによって異なることは言うまでもない。 FIG. 14 describes the state of the crew room portion Vpf at the time of the offset frontal collision in the vehicle Vp from the stage S1 to the stage S5 in comparison with FIG. In the figure, a two-dot chain line Lc indicates a relation of reaction force Fr-time t in the vehicle Vc shown in FIG. The solid line Lp shows the relationship between the reaction force Fr and the time t in the vehicle Vp (passenger room portion Vpf) in which the through-pass post frame fixing structure Spf and the ceiling impact absorbing structure Spc according to the embodiment of the present invention are incorporated. For comparison, the start time t1 and the end time t2 of the collapse / deformation period Pd are shown as being the same, but actually the crew room portion Vpf, the through-passage column base frame fixing structure Spf, and the ceiling impact absorption, respectively. Needless to say, it differs depending on the structure Spc.
図１４に示すように、本発明に係る先頭衝撃吸収構造を用いることにより、衝撃力のピーク値がＦｒ１からＦｒｐに下がると共に、特にステージＳ３においては、直線Ｌｐの傾きが、直線Ｌｃの傾きに比して小さくなっているため、効果的にエネルギーが吸収されていることが見て取れる。このように、衝撃力ピークつまり、Ｆｒｐ（Ｆｒ１）は時間の短いステージＳ１にある。エネルギー吸収の効果の観点からは、衝撃力ピークを大きくすることも有効であるが、加速度が増すために乗員が被る損傷が大きくなる傾向がある。また、崩壊時間Ｐｄを長くすることもエネルギー吸収を増大させる。 As shown in FIG. 14, by using the leading shock absorbing structure according to the present invention, the peak value of the impact force is lowered from Fr1 to Frp. In particular, in the stage S3, the slope of the straight line Lp becomes the slope of the straight line Lc. It can be seen that energy is effectively absorbed because it is smaller. Thus, the impact force peak, that is, Frp (Fr1) is in the stage S1 with a short time. From the viewpoint of the effect of energy absorption, it is also effective to increase the impact force peak. However, since the acceleration increases, there is a tendency that damage to the occupant increases. Further, increasing the decay time Pd also increases energy absorption.
しかしながら、時間に比例した変形量を伴うので、乗員を保護する空間が減少する。これらに基づき、乗員の保護の観点から言えば、クラッシャブルゾーンを設ける構造は、エネルギー吸収要素と許容変形量を組み合わせることで、ステージＳ３の部分を反力の高い位置で長い時間保持するものである。 However, since the amount of deformation is proportional to time, the space for protecting the passenger is reduced. Based on these, from the viewpoint of occupant protection, the structure in which the crushable zone is provided is a combination of the energy absorbing element and the allowable deformation amount, and holds the stage S3 portion at a position where the reaction force is high for a long time. is there.
なお、衝撃吸収部材１７５や補強板１３４の個数は図示例に限られず、適宜決定することができる。また図示例において、衝撃吸収部材１７５は車両幅方向Ｄｗに２個（左衝撃吸収部材１７５Ｌ及び右衝撃吸収部材１７５Ｒ）配置されているが、衝撃吸収部材１７５の配置はこれに限られず、適宜決定することができる。例えば、衝撃吸収部材１７５を車両幅方向Ｄｗに３個配置してもよい。また、車両幅方向Ｄｗにおける所定の位置において、複数個の衝撃吸収部材１７５を、台枠Ｆｕからの高さが異なるように配置してもよい。 The number of impact absorbing members 175 and reinforcing plates 134 is not limited to the illustrated example, and can be determined as appropriate. In the illustrated example, two shock absorbing members 175 (left shock absorbing member 175L and right shock absorbing member 175R) are arranged in the vehicle width direction Dw. However, the arrangement of the shock absorbing member 175 is not limited to this, and is appropriately determined. can do. For example, three impact absorbing members 175 may be arranged in the vehicle width direction Dw. Moreover, you may arrange | position the some impact-absorbing member 175 so that the height from the base frame Fu may differ in the predetermined position in the vehicle width direction Dw.
図１３及び図１４を参照して、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせにおける衝撃エネルギー吸収について説明した。天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、その構造が異なるため、厳密に言えば、衝撃吸収パターンは天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとは異なる。 With reference to FIG. 13 and FIG. 14, the impact energy absorption in the combination of the through-pass pillar frame fixing structure Spf and the ceiling impact absorbing structure Spc has been described. Since the ceiling impact absorbing structure Spc and the side wall impact absorbing structure Sps are different in structure, strictly speaking, the impact absorbing pattern is different from the ceiling impact absorbing structure Spc.
つまり、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓの補強板１３４は側外板１０１の内面上に設けられているので、衝突時に外板が側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓ（側外板１０１或いは補強板１３４）に当たることはない。つまり、障害物Ｏｃが貫通路柱Ｐｔに当たった後に、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓに当たる。以降の動作は、基本的に貫通路柱Ｐｔと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの動作と同様である。 That is, since the reinforcing plate 134 of the side wall shock absorbing structure Sps is provided on the inner surface of the side outer plate 101, the outer plate does not hit the side wall shock absorbing structure Sps (the side outer plate 101 or the reinforcing plate 134) at the time of collision. . That is, after the obstacle Oc hits the through-pass pillar Pt, it hits the side wall impact absorbing structure Sps. Subsequent operations are basically the same as the operations of the through-passage column Pt and the ceiling impact absorbing structure Spc.
但し、車両長手方向Ｄｌに、複数枚の補強板１３４が平行に配されているので、障害物Ｏｃによって側外板１０１が面外変形すると、対応する補強板１３４は車両長手方向Ｄｌ方向に移動して、変形した側外板１０１と共に次の補強板１３４に当接する。衝撃の伝播及び吸収と、側外板１０１の変形とが進行するにつれて、当接する補強板１３４の枚数が増える。これにより、最初の補強板１３４に加えられた衝撃力Ｆｉは、補強板１３４の枚数が増えるごとに吸収されると共に、より分散される。 However, since the plurality of reinforcing plates 134 are arranged in parallel in the vehicle longitudinal direction D1, if the side outer plate 101 is deformed out of plane by the obstacle Oc, the corresponding reinforcing plate 134 moves in the vehicle longitudinal direction Dl direction. Then, the deformed side outer plate 101 is brought into contact with the next reinforcing plate 134. As the propagation and absorption of the impact and the deformation of the side outer plate 101 proceed, the number of reinforcing plates 134 that abut on increases. Thus, the impact force Fi applied to the first reinforcing plate 134 is absorbed and more dispersed as the number of reinforcing plates 134 increases.
つまり、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓにおいては、補強板１３４が側外板１０１の破断や破壊を抑えることによって、側外板１０１が変形することにより、衝撃エネルギーを吸収することを促進する、これにより、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓが設けられている側外板１０１の面外変形をエネルギー吸収に利用することができる。さらに、衝撃が補強板１３４ごとに分散されるので、衝撃エネルギーをよりなめらかに低減できる。上述のように、縦骨や横骨の骨材と外板とから成る骨皮構造においては、皮に相当する外板を破断させずに変形させることが、衝突時の車両の衝撃エネルギー吸収の観点から望ましい。 That is, in the side wall impact absorption structure Sps, the reinforcing plate 134 suppresses the breakage and breakage of the side outer plate 101, and thereby the side outer plate 101 is deformed, thereby promoting the absorption of impact energy. The out-of-plane deformation of the side outer plate 101 provided with the side wall impact absorption structure Sps can be used for energy absorption. Furthermore, since the impact is distributed for each reinforcing plate 134, the impact energy can be reduced more smoothly. As described above, in the case of a bone skin structure composed of longitudinal and horizontal bone aggregates and a skin, it is possible to deform the skin outside the skin, without breaking, in order to absorb the impact energy of the vehicle at the time of the collision. Desirable from a viewpoint.
また、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、乗務員室部分Ｖｐｆの側壁の全幅にではなく、正面からアーチ桁１３９までの長さを幅とする領域に設けられている。よって、乗務員室部分Ｖｐｆがオフセット正面衝突した際にも、乗務員室部分Ｖｐｆの側壁の変形は側外板１０１の面外変形のみに抑えられて、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓの後端から運客仕切部Ｐまでの側壁は変形・崩壊を免れる。結果、運客仕切部Ｐから側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓまでの空間が乗務員のために確保できる。なお、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは運客仕切部Ｐに接続する必要がないので、路面電車など運客仕切部Ｐを有しない車両にも適用できる。 Further, the side wall impact absorbing structure Sps is provided not in the full width of the side wall of the crew room portion Vpf but in a region having a width from the front to the arch girder 139. Therefore, even when the passenger compartment portion Vpf collides with the offset head, the deformation of the side wall of the crew compartment portion Vpf is suppressed only to the out-of-plane deformation of the side outer plate 101, and the passenger partition is separated from the rear end of the side wall impact absorbing structure Sps. The side wall to the part P is free from deformation and collapse. As a result, a space from the passenger partition P to the side wall impact absorbing structure Sps can be secured for the crew. Since the side wall impact absorbing structure Sps does not need to be connected to the passenger partition P, it can also be applied to a vehicle such as a tram that does not have the passenger partition P.
このように、衝撃エネルギーの吸収の仕方は異なるものの、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、基本的には天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと類似の衝撃吸収性能を有している。よって、本発明においては、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせ、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせ、さらに貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせによって実施することができる。また、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせ、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせ、さらに貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせによって実施することができる。天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓを同時に実施すれば、ステージＳ１〜Ｓ５のタイミングは両者で異なり得るもののその衝撃吸収能力は足し算されるので、効果的に貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆの衝撃的な破壊を防止し、乗務員の安全を図ることができる。 As described above, although the way of absorbing the impact energy is different, the side wall impact absorbing structure Sps basically has the impact absorbing performance similar to the ceiling impact absorbing structure Spc. Therefore, in the present invention, the combination of the through-pass column base frame fixing structure Spf and the ceiling impact absorbing structure Spc, the combination of the through-pass column base frame fixing structure Spf and the side wall impact absorbing structure Sps, and the through-pass post column frame This can be implemented by a combination of the fixed structure Spf, the ceiling impact absorbing structure Spc, and the side wall impact absorbing structure Sps. Further, a combination of the through-pass column base frame fixing structure Spf, the underframe flexible-rigid structure, and the ceiling impact absorbing structure Spc, the through-pass column base frame fixing structure Spf, the underframe flexible-rigid structure, and the side wall impact absorbing structure Sps And a combination of the through-passage column base frame fixing structure Spf, the base frame soft-rigid structure, the ceiling impact absorbing structure Spc, and the side wall impact absorbing structure Sps. If the ceiling shock absorbing structure Spc and the side wall shock absorbing structure Sps are performed simultaneously, the timings of the stages S1 to S5 may be different from each other, but the shock absorbing capacity is added, so that the through-passage column base frame fixing structure is effectively provided. It is possible to prevent the spf from being destroyed and to ensure the safety of the crew.
本発明は、鉄道車両の構体に利用することができる。 The present invention can be used for a railway vehicle structure.
Ｖｐ、Ｖｃ 鉄道車両
Ｖｐｆ 乗務員室部分
Ｖｐｐ 客室部分
Ｐ 運客仕切部
Ｆｕ 台枠
Ｄｗ 車両幅方向
Ｄｖ 車両高さ方向
Ｄｌ 車両長手（進行）方向
Ｓｐｆ 貫通路柱台枠固定構造
Ｓｐｃ 天井部衝撃吸収構造
Ｓｐｓ 側壁衝撃吸収構造
Ｏｃ 障害物
Ｆｉ 衝撃力
Ｐｔ 貫通路柱
ＵＬ 左貫通路柱ユニット
ＵＲ 右貫通路柱ユニット
１１４ カモイ
１０１ 側外板
１３４、１３４Ｌ、１３４Ｒ 補強板
１２４Ｌ、１２４Ｒ 脇骨
１０２ 屋根外板
１３９、１４０ アーチ桁
１５１、１５２ 横梁
１７５、１７５Ｌ、１７５Ｒ 衝撃吸収部材
Ｃｐｔ、ＣｐｔＬ、ＣｐｔＲ 収容部
２０４、２０４Ｒ、２０４Ｌ 側梁
２０６、２０６Ｒ、２０６Ｌ 中梁
２１０ 枕梁
２２２、２２２Ｌ、２２２Ｒ 端梁
２２８、２２８Ｌ、２２８Ｒ 横梁
２２４、２２４Ｌ、２２４Ｒ 横梁（強化梁）
２２６、２２６Ｌ、２２６Ｒ 長手梁
Ｖｃｆ 先頭車両先頭部
ＶｐＦｒ 台枠柔部分
ＶｐＲｉ 台枠剛部分
Ｆｕｃ 台枠
Ｗｆ 前面
Ｗｆｂ 被破壊前面
Ｒｅ２０４ 側梁補強部材
Vp, Vc Railroad vehicle Vpf Crew member part Vpp Guest room part P Passenger partition part Fu Base frame Dw Vehicle width direction Dv Vehicle height direction Dl Longitudinal (traveling) direction Spf Throughway column base frame fixing structure Spc Ceiling impact absorption structure Sps Side wall impact absorption structure Oc Obstacle Fi Impact force Pt Through-pass column UL Left through-pass column unit UR Right through-pass column unit 114 Camo 101 Side outer plate 134, 134L, 134R Reinforcement plate 124L, 124R Side bone 102 Roof outer plate 139 , 140 Arch beam 151, 152 Cross beam 175, 175L, 175R Shock absorbing member Cpt, CptL, CptR receiving portion 204, 204R, 204L Side beam 206, 206R, 206L Middle beam 210 Pillow beam 222, 222L, 222R End beam 228, 228L 228R transverse beam 224, 224L, 22 R cross beam (reinforced beams)
226, 226L, 226R Longitudinal beam Vcf Leading vehicle head VpFr Underframe flexible part VpRi Underframe rigid part Fuc Underframe Wf Front Wfb Destroyed front Re204 Side beam reinforcing member
Claims (4)
前記台枠には、貫通路柱の端部が挿入される収容部が形成されていることを特徴とする、先頭衝撃吸収構造。 It is a leading shock absorbing structure that absorbs the impact when the passenger compartment part of the railway vehicle collides with an obstacle in front of the frame at the part above the underframe,
The head shock absorbing structure according to claim 1, wherein an accommodating portion into which an end portion of the through-passage column is inserted is formed on the underframe.
前記収容部は、前記端梁が部分的に切欠かれて形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の先頭衝撃吸収構造。 The underframe has an end beam extending in the vehicle width direction,
The leading shock absorbing structure according to claim 1, wherein the receiving portion is formed by partially cutting the end beam.
車両幅方向に延在する、第１の所定数の第１の横梁を有し、当該第１の横梁はそれぞれ車両長手方向に所定の間隔で配置され、
前記第１の所定数以下の第２の所定数の第２の横梁を有し、当該第２の横梁は、前記第１の横梁より剛性が大きく、
前記第２の横梁は、前記端梁と前記第１の横梁との間に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の先頭衝撃吸収構造。 The underframe is
A first predetermined number of first horizontal beams extending in the vehicle width direction, the first horizontal beams being arranged at predetermined intervals in the vehicle longitudinal direction;
Having a second predetermined number of second transverse beams equal to or less than the first predetermined number, the second transverse beams being more rigid than the first transverse beams;
The head impact absorbing structure according to claim 2, wherein the second transverse beam is disposed between the end beam and the first transverse beam.
車両長手方向に延在する、第３の所定数の第１の縦梁を有し、当該第１の縦梁はそれぞれ、前記第１の横梁同士、或いは前記第１の横梁と前記第２の横梁とを接続することを特徴とする、請求項３に記載の先頭衝撃吸収構造。 The underframe further comprises:
A third predetermined number of first longitudinal beams extending in a longitudinal direction of the vehicle, wherein the first longitudinal beams are respectively the first transverse beams or the first transverse beams and the second transverse beams; The head impact absorbing structure according to claim 3, wherein the head impact absorbing structure is connected to a horizontal beam.
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