CN104755351A - 铁道车辆 - Google Patents

Abstract

铁道车辆（1）具备底架（6）、和设置于底架（6）的能量吸收体（31）；底架（6）具有在其车身长度方向的端部在车宽方向上延伸的第一端梁（22）、在与第一端梁（22）相比靠近车身长度方向的内侧的位置上在车宽方向上延伸的第二端梁（23）、和连接第一端梁（22）与第二端梁（23）的滑动中梁（24）；滑动中梁（24）具有与第一端梁（22）侧连接的第一梁构件（27）、与第二端梁（23）侧连接的第二梁构件（28）、和将第一梁构件（27）与第二梁构件（28）结合的结合构件（29）；能量吸收体（31）以吸收因从第一端梁（22）向第二端梁传递的冲击载荷而产生的能量的形式设置于底架（6）；滑动中梁（24）以及能量吸收体（31）配置在第一端梁（22）与第二端梁（23）之间的区域。

Description

铁道车辆

技术领域

本发明涉及具备能够保护客室以免受到来自于冲击的影响的车身的铁道车辆。

背景技术

在专利文献1中提出了具备能够在较大的外力施加于端构体上时保护客室的车身结构的铁道车辆。在该车身结构中，在车身底架的端部通过可压碎区域（crushable zone）设置有端梁，端构体与该端梁接合。在可压碎区域上设置有从端梁的中央部向安装有转向架的枕梁突出的滑动中梁，该滑动中梁处于被设置于枕梁侧的引导中梁引导的状态且通过保险（fuse）构件与引导中梁接合。而且，在枕梁（以及引导中梁）的端面上安装有冲击吸收构件的一端部，该冲击吸收构件的另一端部面向滑动中梁（以及端梁）。根据这样的车身结构，在超过规定载荷的载荷作用于端构体上时，保险构件断裂并滑动中梁被引导中梁引导，端构体向车身后方移动，该载重被冲击吸收构件所吸收。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2011-235731号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在专利文献1的车身结构中，与底架的侧梁的梢端部连接且在车宽方向上延伸的梁在车宽方向中央部上被分断，滑动中梁通过该分断部分向车身长度方向内侧的区域进入得较深，此外在枕梁与滑动中梁之间配置有冲击吸收构件。于是，在吸收冲击时，滑动中梁在底架的与客室对应的区域内进行动作，设置于枕梁的冲击吸收构件被破坏，因此变形容易波及客室。

因此，本发明的目的是改善车身的保护客室的性能。

解决问题的手段：

根据本发明的铁道车辆的车身具备底架、和设置于所述底架的能量吸收体；所述底架具有在所述底架的车身长度方向的端部在车宽方向上延伸的第一端梁、在与所述第一端梁相比靠近车身长度方向的内侧的位置上在车宽方向上延伸的第二端梁、和连接所述第一端梁与所述第二端梁的滑动中梁；所述滑动中梁具有与所述第一端梁侧连接的第一梁构件、与所述第二端梁侧连接的第二梁构件、和将所述第一梁构件与所述第二梁构件结合的结合构件；所述结合构件在超过规定载荷的冲击载荷作用于其上时断裂，从而使所述第一梁构件能够相对于所述第二梁构件滑动；所述能量吸收体以吸收因从所述第一端梁向第二端梁传递的冲击载荷而产生的能量的形式设置于所述底架；所述滑动中梁以及所述能量吸收体配置在所述第一端梁与所述第二端梁之间的区域。

根据上述结构，连接第一端梁与第二端梁的滑动中梁具有与第一端梁侧连接的第一梁构件、和与第二端梁侧连接的第二梁构件，滑动中梁以及能量吸收体配置在第一端梁与第二端梁之间的区域。于是，即使在吸收冲击时第一梁构件相对于第二梁构件滑动而能量吸收体被破坏，由于滑动中梁以及能量吸收体局限在第一端梁与第二端梁之间的区域，因此变形也不容易波及客室。尤其是，在第一端梁与第二端梁之间的区域设置有通过台、卫生间、各种设备等，因此可以减少冲击对客室产生的影响。因此，可以改善车身的保护客室的性能。

发明效果：

由以上说明可明确，根据本发明可以改善车身的保护客室的性能。

附图说明

图1是示出根据第一实施形态的铁道车辆的侧视图；

图2是示出图1的铁道车辆的车身的主视图；

图3是示出图1的铁道车辆的车身的底架以及能量吸收体的俯视图；

图4是图3的IV-IV线剖视图；

图5是图3的V-V线剖视图；

图6是图4的VI-VI线剖视图；

图7是图3所示的能量吸收体的剖视图；

图8是根据第二实施形态的铁道车辆的与图3相当的图；

图9是图8的IX-IX线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明实施形态。

（第一实施形态）

图1是示出根据第一实施形态的铁道车辆1的侧视图。图2是示出图1的铁道车辆1的车身2的主视图。如图1所示，第一实施形态的铁道车辆1具备：具有乘客搭乘的客室的车身2、和设置有车轮3a且通过枕簧4支持车身2的转向架3。车身2具备：作为车身底部的底架6；具有窗开口部7a以及门开口部7b且下端部与底架6的车宽方向的侧部连接的侧构体7；下端部与底架6的车辆长度方向的端部连接的端构体8；和与侧构体7以及端构体8的上端部连接的车顶构体9。门开口部7b在侧构体7上位于与转向架3相比靠近车辆长度方向外侧的位置。在车身10的内部空间内，在与门开口部7b相比靠近车辆长度方向内侧的位置上配置有乘客用的座席10。又，在底架6的车辆长度方向的端部设置有用于将相邻的车辆相连接的连接器5，连接器5与端构体8相比向车辆长度方向外侧突出。如图2所示，端构体8具备：在车宽方向两端部在铅垂方向上延伸的一对角柱11；在与角柱11相比靠近车宽方向内侧的位置上从第一端梁22向车顶构体9延伸的一对端柱12；和在车宽方向上连接角柱11与端柱12的增强梁13。

图3是示出图1的铁道车辆1的车身2的底架6以及能量吸收体31的俯视图。图4是图3的IV-IV线剖视图。图5是图3的V-V线剖视图。图6是图4的VI-VI线剖视图。图7是图3所示的能量吸收体31的剖视图。以下，主要参照图3的同时适当地参照图4～图7进行说明。如图3所示，底架6形成为在车宽方向上对称的结构。底架6具有：在其车宽方向两侧上在车辆长度方向上延伸的一对侧梁21；在底架6的车辆长度方向的端部在车宽方向上延伸的第一端梁22；在与第一端梁22相比靠近车辆长度方向内侧的位置上在车宽方向上延伸的第二端梁23；连接第一端梁22与第二端梁23的左右一对滑动中梁24。

第一端梁22配置在从一对侧梁21的长度方向的端部向车辆长度方向外侧偏离的位置上。第一端梁22具有用于固定角柱11的一对第一缺口部22a、和用于固定端柱12的一对第二缺口部22b。第一缺口部22a形成于第一端梁22的车宽方向两端部，面向车辆长度方向的外侧以及车宽方向的外侧开口。第二缺口部22b形成于与第一缺口部22a相比靠近车宽方向内侧的位置，并且面向车辆长度方向的外侧开口。而且，角柱11以及端柱12的下端部与第一缺口部22a以及第二缺口部22b分别嵌合并通过焊接等连接。

第二端梁23将一对侧梁21的长度方向的端部在车宽方向上相连接，并且从一侧的侧梁21连续地以直线状延伸至另一侧的侧梁21。第二端梁23配置在与转向架（参照图1）的车辆长度方向外侧的车轮3a相比靠近车辆长度方向的外侧的位置上。从第一端梁22的车辆长度方向外侧的端面至第二端梁23的车辆长度方向外侧的端面的距离L1小于从第二端梁23的车辆长度方向外侧的端面至枕梁25的车辆长度方向外侧的端面的距离L2。而且，在车身2（参照图1）的内部空间中第一端梁22与第二端梁23之间的区域的上方的空间内未配置有乘客用的座席，座席10（参照图1）仅配置在与第二端梁23相比靠近车辆长度方向内侧的空间内。

滑动中梁24具有：通过焊接等固定于第一端梁22，且车辆长度方向的长度为La的第一梁构件27；通过焊接等固定于第二端梁23，且车辆长度方向的长度为Lb的第二梁构件28；和将第一梁构件27与第二梁构件28结合的结合构件29。第一梁构件27以及第二梁构件28是四角筒形状（参照图6）。第一梁构件27以及第二梁构件28的相向的端部27a、28a相嵌合。在该嵌合部分中，在第一梁构件27以及第二梁构件28中形成有多个孔27c、28c（参照图6），在这些相互连通的孔27c、28c中插通结合构件29（例如铆钉、螺栓、螺丝等），从而第一梁构件27与第二梁构件28相紧固。结合构件29设定为在超过规定载荷的冲击载荷向车辆长度方向内侧作用于第一端梁22时被该冲击载荷断裂的强度。

第一梁构件27的车辆长度方向外侧的端部27b通过焊接等固定于第一端梁22。第一梁构件27的固定于第一端梁22的端部27b的侧壁中的至少一侧表面与端柱12的车辆长度方向上延伸的表面位于大致同一平面上。即，滑动中梁24直接承受作用于端柱12的来自于前方（图3的右侧）的冲击载荷。第二梁构件28的车辆长度方向内侧的端部28b通过焊接等固定于第二端梁23。第二梁构件28的端部28b的车宽方向内侧的侧壁28d以随着向第二端梁23行进而第二梁构件28的宽度扩大的形式向车宽方向内侧倾斜。第二梁构件28的端部28b的车宽方向外侧的侧壁28e沿着车辆长度方向形成为直线状。

在一对滑动中梁24之间且第一端梁22与第二端梁23之间平行地配置有用于吸收因从第一端梁22向第二端梁23传递的冲击载荷而产生的能量的多个能量吸收体31。在本示例中能量吸收体31设置有三个，在它们之间形成有规定的间隙。能量吸收体31具备：其车辆长度方向外侧的端部32a通过焊接等固定于第一端梁22的第一管32；和其车辆长度方向内侧的端部33a通过焊接等固定于第二端梁23的第二管33。第一管32以及第二管33是其轴线方向与车辆长度方向一致的圆筒管，并且其长度方向的长度分别为Lc。

第一管32具有：具有一定的直径的主体部32d；作为与第二管33相向的端部，并且直径比主体部32d大且具有一定的直径的大径部32b；和使主体部32d与大径部32b连续的阶梯部32c。即，大径部32b为第一管32的扩径的端部。第二管33具有与第一管32的主体部32d相同的直径，第二管33的与第一管32相向的端部33b与第一管32的大径部32b嵌合（参照图7）。在第二管33的端部33b与第一管32的阶梯部32c之间形成有间隙G1。该间隙G1的车辆长度方向的距离L3设定为比结合构件29中的插入于第一梁构件27以及第二梁构件28的孔27c、28c内的部分的外径（车辆长度方向的大小）大。

底架6具有：通过枕簧4安装有转向架3的枕梁25；和使第二端梁23相对于枕梁25不可滑动地进行连接的左右一对非滑动中梁26。一对非滑动中梁26在俯视时相对于车辆长度方向倾斜配置，其车宽方向的间隔从第二端梁23向枕梁25扩大。枕梁25具有设置于其车宽方向两端部且安装于枕簧4上的安装部25a、和以连接这些安装部25a的形式在车宽方向上延伸的连接部25b。安装部25a形成为与连接部25b相比车宽方向的宽度大。安装部25a中的固定有非滑动中梁26的端部26a的侧表面25c相对于车宽方向倾斜，其侧表面25c的法线方向与非滑动中梁26的延伸方向一致。

滑动中梁24的第二端梁23侧的端部24b的侧壁中的至少一侧表面与非滑动中梁26的第二端梁23侧的侧壁的表面位于大致同一平面上。在本示例中，滑动中梁24的端部28b的两个侧壁在车宽方向位置上与非滑动中梁26的端部26b的两个侧壁一致。非滑动中梁26的端部26b的车宽方向外侧的侧壁26c以随着向第二端梁23行进而非滑动中梁26的宽度扩大的形式相对于非滑动中梁26的延伸方向倾斜。在本示例中，非滑动中梁26的端部26b的车宽方向外侧的侧壁26c沿着车辆长度方向延伸。非滑动中梁26的端部26b的车宽方向内侧的侧壁26d沿着非滑动中梁26的延伸方向形成为直线状。

如图4以及图5所示，非滑动中梁26的车辆长度方向外侧的端部26b的下壁部26e以扩大非滑动中梁26的上下尺寸的形式向下方弯曲。而且，在非滑动中梁26的端部26b上，在第二端梁23的下侧固定有形成有用于安装连接器5的安装部35a的安装板35。即，连接器5不与第一端梁22连接而与第二端梁23连接。安装板35在正面观察时以到达滑动中梁24的下方位置的形式横向上长。在安装板35的前表面以及滑动中梁24的下表面通过焊接等固定有三角形状的角撑板36。

如图3所示，在底架6的车宽方向中央位置上沿着车辆长度方向设置有配线以及配管中的至少一方的线状体40。线状体40通过设置于枕梁25的引导通路25e。而且，线状体40在俯视时超过转向架3（参照图1）的车辆长度方向外侧的车轮3a后沿着底架6在车辆长度方向上设置至第二端梁23的附近，进一步地在其车辆长度方向外侧上，在适当地向下方或侧方等改变方向的同时朝向配置于车端部的接线盒等配设。

接着，说明本实施形态的铁道车辆1的冲击吸收动作。在其他铁道车辆（以下简称为“对方车辆”）从前方（图3的右侧）与铁道车辆1发生冲撞的情况下，首先，对方车辆与连接器5（参照图1）发生冲撞。此时，连接器5安装于第二端梁23，因此在不将冲击直接传递至第一端梁22、滑动中梁24以及能量吸收体31的情况下连接器5被破坏。接着，该对方车辆与端柱12或第一端梁22等发生冲撞，并且该冲击传递至结合构件29，结合构件29因规定以上的冲击载荷而断裂。在这里，结合构件29在自身断裂时，仅稍微吸收被施加的冲击载荷。

在第二管33的端部33b与第一管32的阶梯部32c之间形成有规定的间隙G1，因此防止能量吸收体31成为结合构件29的断裂的阻力。即，能量吸收体31具有用于使第一端梁22向第二端梁23移动直至结合构件29断裂的不阻碍区（间隙）。然后，结合构件29断裂，从而第一梁构件27相对于第二梁构件28可以滑动。借助于此，滑动中梁24在车辆长度方向上收缩，并且第一端梁22以在保持姿势的状态下靠近第二端梁23的形式移动。

此时，能量吸收体31以在第一端梁22和第二端梁23之间被压破的形式变形，从而吸收因冲击载荷而产生的能量。具体而言，不仅是第一管32以及第二管33在轴线方向上变形，而且第二管33的端部33b（参照图7）以向径方向扩大第一管32的主体部32d的形式对其作用，以此有效地吸收能量。而且，即使在滑动中梁24滑动收缩而能量吸收体31被压破后，滑动中梁24以及能量吸收体31也仍然配置在第一端梁22与第二端梁23之间的区域。

根据以上说明的结构，滑动中梁24以及能量吸收体31配置在第一端梁22与第二端梁23之间的区域，并且在吸收冲击时，即使第一梁构件27相对于第二梁构件28滑动而能量吸收体31被破坏，也因为滑动中梁24以及能量吸收体31不位于与底架6的第二端梁23相比靠近车辆长度方向内侧的区域，因此变形不容易波及客室。因而，可以改善车身2的保护客室的性能。此外，滑动中梁24以及能量吸收体31不占用与底架6的第二端梁23相比靠近车辆长度方向内侧的区域，因此底架6上的配线等（线状体40）的设置作业性变得良好，与此同时客室空间也不会受到影响。因此，可以改善车身2上的配线等的作业性以及空间效率，并且可以改善车身2的保护客室的性能。

又，连接器5安装于第二端梁23，因此防止传递至连接器5的冲击载荷直接传递至滑动中梁24以及能量吸收体31。因此，在使来自于前方的冲击载荷由连接器5承受后由第一端梁22承受，从而可以多阶段地进行冲击吸收。又，在使连接器5与其他车辆的连接器正常连接时的载荷也不会直接传递至第一端梁22，因此还可以防止重复应力作用于结合构件29而产生疲劳的情况。

又，滑动中梁24在车宽方向位置上与端柱12重叠，因此可以将端柱12从前方受到的冲击顺利地传递至滑动中梁24。此外，非滑动中梁26的第二端梁23侧的端部26b在车宽方向位置上与滑动中梁24的第二端梁23侧的端部28b重叠，因此可以将滑动中梁24所受到的冲击顺利地传递至非滑动中梁26。

又，非滑动中梁26在俯视时相对于车辆长度方向倾斜配置，非滑动中梁26的车辆长度方向内侧的端部26a固定于枕梁25中的与侧梁21连接的宽度较宽的安装部25a，因此可以将传递至非滑动中梁26的冲击由枕梁25等稳定地支承。

又，如图3所示，在本实施形态中，第一梁构件27的长度La、第二梁构件28的长度Lb、能量吸收体31的长度Lc形成为均相等的长度。借助于此，可以确保作为冲击吸收要素所需要的行程，并且可以最大限度有效利用限定在第一端梁22与第二端梁23之间的空间。

（第二实施形态）

图8是根据第二实施形态的铁道车辆的与图3相当的图。图9是图8的IX-IX线剖视图。另外，对于与第一实施形态共同的结构标以相同的符号并省略说明。如图8以及图9所示，在第二实施形态的铁道车辆中使用在俯视时梯形状的能量吸收体131。能量吸收体131配置在一对滑动中梁24之间且第一端梁22与第二端梁23之间，并且吸收因从第一端梁22传递至第二端梁23的冲击载荷而产生的能量。能量吸收体131是四角筒状，在俯视时呈现梯形形状，并且宽度向车辆长度方向内侧逐渐变窄。第二梁构件28的端部28b的车宽方向内侧的侧壁以随着向第二端梁23行进而第二梁构件28的宽度扩大的形式向车宽方向内侧倾斜，因此通过将俯视时梯形状的能量吸收体131的宽度较宽的一端部131a配置在第一端梁22侧，以此可以较高的空间效率布置能量吸收体131。

能量吸收体131的车辆长度方向外侧的宽度较宽的一端部131a通过焊接等固定于第一端梁22。能量吸收体131的车辆长度方向内侧的宽度较窄的另一端部131b滑动自如地夹在从第二端梁23向车辆长度方向外侧突出的上下一对引导板123之间。而且，能量吸收体131的另一端部131b与第二端梁23之间隔着规定的间隙G2。该间隙G2的车辆长度方向的距离L4设定为比结合构件29中的插入于第一梁构件27以及第二梁构件28的孔27c、28c的部分的外径（车辆长度方向的大小）大。因该间隙G2的存在，而防止能量吸收体131成为结合构件29的断裂的阻力。即，能量吸收体131具有用于使第一端梁22向第二端梁23移动直至结合构件29断裂的不阻碍区（间隙）。

而且，通过使结合构件29断裂而使第一梁构件27相对于第二梁构件28滑动，以此使能量吸收体131的另一端部131b与第二端梁23碰撞，能量吸收体131夹在第一端梁22与第二端梁23之间而变形，以此吸收能量。此时，由于设置有上下一对引导板123，因此防止能量吸收体131的另一端部131b上下偏离第二端梁23，从而可以稳定地进行能量吸收动作。另外，在构成能量吸收体131的板上，考虑反力特性等而可以根据需要开设孔，又，也可以在四角筒内设置隔开壁。

另外，本发明不限于上述各实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可以变更、增加或删除其结构。例如，对于滑动中梁24的结合构件29，可以使用焊接件以代替铆钉等的紧固构件。即，可以将第一梁构件27与第二梁构件28局部地进行焊接，从而在超过规定载荷的冲击载荷作用于其上时使焊接处断裂。又，滑动中梁24以及能量吸收体31直接固定于第一端梁22以及第二端梁23，但是也可以使其他构件介入于它们之间。又，也可以将与能量吸收体31相同地具有能量吸收要素的功能的构件内设在第二梁构件28中。

此外，在上述实施形态中，说明了铁道车辆1在列车编组中应用于中间车辆的情况，但是也可以应用于前头车辆。又，非滑动中梁26在俯视时相对于车辆长度方向倾斜配置，但是也可以在与第二端梁23以及枕梁25正交的方向上进行配置。

工业应用性：

如上所述，根据本发明的铁道车辆具有能够较好地保护客室以免受到来自于冲击的影响的优异效果，并且在广泛地应用于能够发挥该效果的意义的铁道车辆中时有益。

符号说明：

1       铁道车辆；

2       车身；

3       转向架；

5       连接器；

6       底架；

8       端构体；

12      端柱；

21      侧梁；

22      第一端梁；

23      第二端梁；

24      滑动中梁；

25      枕梁；

26      非滑动中梁；

27      第一梁构件；

28      第二梁构件；

29      结合构件；

31      能量吸收体；

32      第一管；

33      第二管。

Claims (7)

1.一种铁道车辆，

具备底架、和设置于所述底架的能量吸收体；

所述底架具有在所述底架的车身长度方向的端部在车宽方向上延伸的第一端梁、在与所述第一端梁相比靠近车身长度方向的内侧的位置上在车宽方向上延伸的第二端梁、和连接所述第一端梁与所述第二端梁的滑动中梁；

所述滑动中梁具有与所述第一端梁侧连接的第一梁构件、与所述第二端梁侧连接的第二梁构件、和将所述第一梁构件与所述第二梁构件结合的结合构件，所述结合构件在超过规定载荷的冲击载荷作用于其上时断裂，从而使所述第一梁构件能够相对于所述第二梁构件滑动；

所述能量吸收体以吸收因从所述第一端梁向第二端梁传递的冲击载荷而产生的能量的形式设置于所述底架；

所述滑动中梁以及所述能量吸收体配置在所述第一端梁与所述第二端梁之间的区域。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆，其特征在于，

还具备设置于车身的车辆长度方向的端部的端构体；

所述底架还具有在车宽方向两侧上在车辆长度方向上延伸的一对侧梁；

所述第一端梁配置在从所述一对侧梁的长度方向的端部向车辆长度方向的外侧偏离的位置上，且与所述端构体的下端部连接；

所述第二端梁将所述一对侧梁的长度方向的端部在车宽方向上相连接。

3.根据权利要求2所述的铁道车辆，其特征在于，

还具备用于连接相邻的铁道车辆的连接器；

所述连接器安装于所述第二端梁。

4.根据权利要求2或3所述的铁道车辆，其特征在于，

所述滑动中梁的所述第一端梁侧的端部的侧壁中的至少一侧表面与所述端构体的端柱的车辆长度方向上延伸的表面位于大致同一平面上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铁道车辆，其特征在于，

所述底架还具有安装有转向架的枕梁、和使所述第二端梁相对于所述枕梁不可滑动地进行连接的非滑动中梁；

所述滑动中梁的所述第二端梁侧的端部的侧壁中的至少一侧表面与所述非滑动中梁的所述第二端梁侧的侧壁的表面位于大致同一平面上。

6.根据权利要求5所述的铁道车辆，其特征在于，

所述非滑动中梁在车宽方向上设置有一对；

所述非滑动中梁以所述一对非滑动中梁的车宽方向的间隔从所述第二端梁向所述枕梁扩大的形式在俯视时相对于车辆长度方向倾斜配置。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铁道车辆，其特征在于，

所述能量吸收体具有与所述第一端梁侧连接的第一管、和与所述第二端梁侧连接的第二管，所述第一管以及所述第二管中的任意一方的管的扩径的端部与任意的另一方的管的端部嵌合；

所述滑动中梁在车宽方向上设置有一对，所述能量吸收体配置在所述一对滑动中梁之间。