JP6039359B2 - Front shock absorption structure of railway vehicles - Google Patents
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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、
前記台枠は、車両幅方向に延在する端梁を有し、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、前記貫通路柱の端部は前方側が前記収容部に対向し固定されている。
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,
The underframe has an end beam extending in the vehicle width direction. The underframe is formed with a receiving portion into which an end of the through- pass column is inserted, and the end of the through- pass post is on the front side. It is opposed and fixed to the housing part .
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-pass pillar 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 (3)
前記台枠は、車両幅方向に延在する端梁を有し、
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、
前記貫通路柱の端部は前方側が前記収容部に対向し固定され
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 underframe has an end beam extending in the vehicle width direction,
The underframe is formed with an accommodating portion into which an end of the through-passage column is inserted ,
The leading shock absorbing structure, wherein an end portion of the through-passage column is fixed so that a front side thereof faces the housing portion .
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1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;
2. The head impact absorbing structure according to claim 1 , 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2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 2 , wherein the head impact absorbing structure is connected to a horizontal beam.
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