CN107709130A - 铁道车辆的冲撞能量吸收装置 - Google Patents

铁道车辆的冲撞能量吸收装置 Download PDF

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Abstract

一种铁道车辆的冲撞能量吸收装置，具备：至少一个外板，所述至少一个外板构成具有在车辆长度方向延伸的轴线的外筒；至少一个分隔板，所述至少一个分隔板在被所述至少一个外板包围的内部空间内在所述车辆长度方向延伸，固定于所述外板且将所述内部空间分隔；所述分隔板的与所述轴线正交的方向的端部，以部分地构成所述外筒的方式藉由所述外板夹持。

Description

铁道车辆的冲撞能量吸收装置
技术领域
本发明关于铁道车辆的冲撞能量吸收装置。
背景技术
铁道车辆中，可能为了缓和冲撞时的冲击而设置有冲撞能量吸收装置。而且，从车身的轻量化的观点，有以使车身的补强构件减少的方式使作用于车身的最大荷重减少的必要，故在冲撞能量吸收装置中，谋求使在冲撞初期产生的峰值荷重减少以减低冲撞时的最大荷重。专利文献1公开的冲击吸收构件具备四角筒状的本体、在其内部沿着轴线方向设置的十字状肋部，且以挤制成形制作。在冲击吸收构件的前端设有平坦的受压板，在冲击吸收构件的后端局部地形成有缺口部。在此冲击吸收构件中，由于在缺口部的附近局部地强度降低，故在冲撞初期的荷重峰值减少。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2005-162061号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
然而，专利文献1的冲击吸收构件，以挤制成形制作，故在本体及肋部的形状自由度有限制产生，在提高冲撞吸收性能方面也有限度。假设除四角筒状的本体外另外制作十字状的肋部，以将肋部插入本体的方式组装的情况下，形状自由度虽提高，但将肋部固定在本体的作业变繁杂。此外，在本体与肋部的尺寸误差较大的情况下，组装本身会变困难。
针对上述问题，本发明，以提供形状自由度较高，且可容易制作的冲撞能量吸收装置为目的。
解决问题的手段：
本发明的一形态的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，具备：
至少一个外板，所述至少一个外板构成具有在车辆长度方向延伸的轴线的外筒；
至少一个分隔板，所述至少一个分隔板在被所述至少一个外板包围的内部空间内在所述车辆长度方向延伸，固定于所述外板且将所述内部空间分隔；
所述分隔板的与所述轴线正交的方向的端部，以部分地构成所述外筒的方式藉由所述外板夹持。
根据前述构成，分隔板的与轴线正交的方向的端部是藉由外板夹持，而可对该端部从外筒的外侧作业，故可容易完成将分隔板固定于外板的作业等组装作业。此外，由于分隔板的与轴线正交的方向的端部藉由外板夹持，故即使是在与轴线正交的方向有分隔板的尺寸误差产生的场合，仍可容易进行组装。
发明效果：根据本发明，可提供形状自由度较高，且可容易制作的冲撞能量吸收装置。
附图说明
图1是第一实施形态的铁道车辆的车身的前头部分的侧面图；
图2是搭载在如图1所示的车身的冲撞能量吸收装置的立体图；
图3中（a）～（c）是图2所示的冲撞能量吸收装置的分解立体图；
图4是图2所示的冲撞能量吸收装置的俯视图；
图5是第二实施形态的冲撞能量吸收装置的立体图；
图6是图5所示的冲撞能量吸收装置的水平剖面图，是将外筒以假想线表示的图；
图7是第三实施形态的冲撞能量吸收装置的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图说明各实施形态。另外，在以下的实施形态中，将铁道车辆行进的方向也就是说车身延伸的方向称为车辆长度方向或前后方向，将与该车辆长度方向正交的横方向称为车宽方向或左右方向。另外，铁道车辆虽可在车辆长度方向的两方向行进，但在以下的说明中，为了方便说明，将图1中的右向定义为前方，将左向定义为后方。
（第一实施形态）
图1是第一实施形态的铁道车辆1的车身2的前头部分2a的侧面图。如图1所示，铁道车辆1，具备车身2、支持车身2的转向架3。在车身2的前头部分2a的前部，在向前方突出的状态下固定有冲撞能量吸收装置10。藉此，在同一线路上行进的车辆彼此正面冲撞的场合或冲撞障碍物的场合，冲撞能量吸收装置10因来自前方的荷重而压坏，吸收冲撞能量。
车身2具有台框4。台框4，具备一对侧梁4a、端梁4b。一对侧梁4a，在与车宽方向分离的状态下在车辆长度方向延伸。端梁4b，在车宽方向延伸且将一对侧梁4a的前端彼此连结。在端梁4b，接合有往上方延伸的柱体5的下端部。冲撞能量吸收装置10，固定在端梁4b及柱体5的前表面，从台框4向前方突出。
图2是搭载在图1所示的车身2的冲撞能量吸收装置10的立体图。如图2所示，冲撞能量吸收装置10具备多个外板11～14、纵分隔板15、横分隔板16、后板17、前板18。各板11～18例如由金属构成。多个外板11～14介由纵分隔板15及横分隔板16互相组合而构成外筒20。外筒20，通过其重心的轴线AX与车辆长度方向一致。外筒20，具有以包含轴线AX的假想铅垂面V为基准对称且以包含轴线AX的假想水平面H为基准对称的外形。外筒20，具有包含其轴线AX的铅垂剖面从后向前变小的前端变细的形状。外筒20，包含其轴线AX的水平剖面呈长方形状。此外，外筒20的与轴线AX正交的铅垂剖面呈四角形状。
多个外板11～14，是将外筒20沿着在车辆长度方向延伸的分割线分割为多个，在本实施形态中，外板11～14是四个。外板11～14配置为以假想铅垂面V为基准对称且以假想水平面H为基准对称。在本实施形态中，外板11～14彼此为相同形状，与其轴线AX正交的铅垂剖面呈L形状。在外板11～14的互相对向的端缘之间形成有沟槽SL1、SL2（间隙），纵分隔板15及横分隔板16中与轴线AX正交的方向的端部15a、16a插入这些沟槽SL1、SL2，以此端部15a、16a被外板11～14夹持。
纵分隔板15及横分隔板16，在被外板11～14包围的内部空间S在轴线AX方向延伸。纵分隔板15及横分隔板16互相交叉，且将外板11～14固定。纵分隔板15将内部空间S分隔为左右，横分隔板16将内部空间S分隔为上下。纵分隔板15的上侧及下侧的端部15a，分别位于由外板11～14形成的上侧及下侧的沟槽SL1，被外板11～14的端缘11a～14a从左右夹持。横分隔板16的左侧及右侧的端部16a，分别位于由外板11～14形成的上侧及下侧的沟槽SL2，被外板11～14的端缘11b～14b从上下夹持。也就是说，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、16a，也部分地构成外筒20。纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、16a，比外板11～14的外表面更往外方突出。
后板17，面向外筒20的后端，比外筒20的后端的外形更大。在后板17，在比外筒20后端更靠与轴线AX正交的方向的外侧形成有锁紧孔17a。也就是说，冲撞能量吸收装置10，藉由插入后板17的锁紧孔17a的锁紧具（例如，螺栓或铆钉），固定在车身2。另外，也可以焊接固定在车身2。
前板18，面向外筒20的前端，比外筒20的前端的外形更大。前板18具有其车宽方向的中央部18a比车宽方向两侧的端部18b更往前方突出的形状（也参照图4）。具体而言，前板18的水平剖面具有向前方凸出的形状，前板18的铅垂剖面具有在铅垂方向笔直延伸的形状。此外，在前板18的前表面，固定有在铅垂方向互相隔开间隔在车宽方向延伸的多个板状的防爬器（anti-climber）19。
图3中（a）～（c）是图2所示的冲撞能量吸收装置10的分解立体图。如图2及图3中（a）所示，纵分隔板15的一对端部15a，随着从后往前而往互相接近的方向倾斜。纵分隔板15，在被外板11～14包围的内部空间S中具有缺口部M1。缺口部M1是在包含纵分隔板15的假想平面中后板17的前表面与外筒20的内表面与前板18的后表面所划定的区域以使该区域的面积减少的形式设置的切除部。在本实施形态中，缺口部M1是藉由将纵分隔板15的前部切除为如纵分隔板15的前端向后方凹陷的形状来形成。
缺口部M1，具有与纵分隔板15的轴线AX正交的剖面的切断位置随着从前往后移动而使该剖面的面积渐增的形状。具体而言，纵分隔板15的前端形成为W字状。也就是说，纵分隔板15的前端部，具有在铅垂方向两侧往前方突出的凸部15b、在铅垂方向中央往前方突出的凸部15c、在凸部15b与凸部15c之间往后方凹陷的凹部15d。中央的凸部15c的往前方的突出量，比铅垂方向两侧的凸部15b的往前方的突出量更小。在纵分隔板15的铅垂方向中央，形成有对向狭缝15e。对向狭缝15e，从前端向后方延伸，在前端与后端之间的中间位置结束。
横分隔板16的一对端部16a，实质上互相平行。横分隔板16，在被外板11～14包围的内部空间S具有缺口部M2。横分隔板16的缺口部M2，与纵分隔板15的缺口部M1是大概相同的形状。也就是说，横分隔板16的前端部，具有在水平方向两侧往前方突出的凸部16b、在水平方向中央往前方突出的凸部16c、在凸部16b与凸部16c之间往后方凹陷的凹部16d。中央的凸部16c的往前方的突出量，比水平方向两侧的凸部16b的往前方的突出量更小。在横分隔板16的水平方向中央形成有对向狭缝16e。对向狭缝16e，从后端向前方延伸，在后端与前端之间的中间位置结束。
接着，针对冲撞能量吸收装置10的组装流程说明。如图3中的（a）、（b）所示，纵分隔板15的对向狭缝15e与横分隔板16的对向狭缝16e互相嵌合，将纵分隔板15及横分隔板16在互相交叉的状态下定位，在该状态下，将纵分隔板15与横分隔板16的接触部分以焊接接合，且将纵分隔板15及横分隔板16相对于后板17以焊接接合。
接着，配置外板11～14以构成外筒20，将纵分隔板15的上侧及下侧的端部15a以外板11～14从左右夹持，且将横分隔板16的左侧及右侧的端部16a以外板11～14从上下夹持。此时，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a，比外板11～14的外表面更往外方突出。在此状态下将纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a与外板11～14，从外侧藉由焊接接合。此外，将外板11～14相对于后板17以焊接接合。接着，如图2所示，将外板11～14相对于前板18以焊接接合。
图4是图2所示的冲撞能量吸收装置10的俯视图。如图4所示，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a的前端，从后方抵接前板18，从外板11～14的外表面的端部15a、端部16a的突出量随着在端部15a、端部16a的前端区域15aa、16aa中往前方移动而减少。藉此，在将外筒20的前端部相对于前板18从外侧藉由焊接W1接合时，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a不会成为阻碍。此外，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a的后端，从前方抵接后板17，从外板11～14的外表面的端部15a、端部16a的突出量随着在端部15a、端部16a的后端区域15ab、16ab中往后方移动而减少。藉此，在将外筒20的后端部相对于后板17从外侧藉由焊接W2接合时，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a也不会成为阻碍。
根据在以上说明的构成，藉由纵分隔板15及横分隔板16的与轴线AX正交的方向的端部15a、端部16a插入沟槽SL1、沟槽SL2且藉由外板11～14夹持，即可对纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a从外筒20的外侧作业（access）。藉此，冲撞能量吸收装置10的组装作业变容易。此外，由于纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a插入沟槽SL1、沟槽SL2，且藉由外板11～14夹持，故即使是在与轴线正交的方向有纵分隔板15及横分隔板16的尺寸误差产生的场合，仍可容易进行组装。
此外，沟槽SL1、沟槽SL2由外板11～14的端缘11a～14a、11b～14b形成，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a藉由外板11～14的端缘11a～14a、11b～14b夹持，故外板11～14的定位变容易，此外，组装的自由度提高。此外，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a，比外板11～14的外表面更往外方突出，纵分隔板15及横分隔板16的端部15a、端部16a与外板11～14的外表面从外侧以焊接接合，故可将纵分隔板15及横分隔板16容易地固定在外板11～14。
此外，纵分隔板15及横分隔板16在与对向狭缝15e、对向狭缝16e嵌合的状态下互相以焊接接合，故可将纵分隔板15及横分隔板16互相正确地焊接。此外，纵分隔板15及横分隔板16在与对向狭缝15e、对向狭缝16e嵌合的状态下稳定定位，故也可使焊接量减少。如此一来，因焊接而导致的热变形减少，且也可抑制来自焊接线的龟裂。
（第二实施形态）
图5是第二实施形态的冲撞能量吸收装置110的立体图。图6是图5所示的冲撞能量吸收装置110的水平剖面图，是将外筒120以假想线表示的图。如图5及图6所示，在本实施形态的冲撞能量吸收装置110中，由构成外筒120的外板111～114形成的沟槽SL12，从外板111～114的车辆长度方向一方侧的端缘离开间隔。具体而言，左侧及右侧的沟槽SL12，比外板111～114的前端更往后方离开间隔。因此，插入沟槽SL12且以外板夹持的横分隔板116的端部116a，从外板111～114的前端及前板18往后方离开间隔。也就是说，横分隔板116的全体，从前板18往后方离开间隔，在横分隔板116与前板18之间形成缺口部M12。上侧的外板111、112与下侧的外板113、114的互相对向的端缘111b～114b的中没有沟槽SL12的部分互相接触且从外侧藉由焊接接合。藉由如上述的构成，可一边将组装性保持为良好，一边减少冲突初期的荷重峰值。另外，不仅沟槽SL12，关于沟槽SL1也同样地，形成为从外板111～114的车辆长度方向一方侧的端缘离开间隔亦可。
（第三实施形态）
图7是第三实施形态的冲撞能量吸收装置210的立体图。如图7所示，第三实施形态的冲撞能量吸收装置210，在左侧的沟槽SL12形成于一个外板211，右侧的沟槽SL12也形成于一个外板212方面与第二实施形态不同。也就是说，在本实施形态的冲撞能量吸收装置210中，构成外筒220的外板211、212是两个。
纵分隔板15的上侧及下侧的端部15a，藉由两个外板211、212的互相对向的端缘211a、212a从左右夹持。也就是说，沟槽SL1，形成于外板211、212的端缘211a、212a之间。横分隔板116的一方的端部116a插入于在外板211切除的沟槽SL12，横分隔板116的另一方的端部116a插入于在外板212切除的沟槽SL12。藉由如上述的构成，藉由外板211、212的数量减少，可将焊接量降低。另外，不仅沟槽SL12，关于沟槽SL1也同样地，藉由将外板切除而形成，作为全体使外板为一个且将外板形成为筒状亦可。
另外，本发明并非限定在前述的各实施形态，可将其构成变更、追加、或删除。前述的各实施形态可任意组合，或将一个实施形态中的一部分的构成或方法适用于其他实施形态亦可。此外，实施形态中的一部分的构成，可从该实施形态中的其他结构离开间隔而任意抽出。由外板形成的沟槽，在车辆长度方向一侧或两侧不开放而为封闭的孔亦可。也就是说，沟槽，从外板的车辆长度方向两侧的各端缘离开间隔也可。此外，在与轴线正交的方向的分隔板的端部，不比外板的外表面更往外方突出也可。例如，在与轴线正交的方向上的分隔板的端部的端面与外板的外表面为同一平面亦可。此外，在与轴线正交的方向上的分隔板的端部，配置在比外板的外表面更靠内侧处也可。即使在此场合，在与轴线正交的方向上的分隔板的端部，只要藉由外板的端缘夹持即可。
符号说明：
1：铁道车辆
10、110、210：冲撞能量吸收装置
11～14、111～114、211、212：外板
11a～14a、11b～14b、111a～114a、111b～114b、211a、212a：端缘
15：纵分隔板
15a、16a、116a：端部
15aa：前端区域
15e、16e：对向狭缝
16、116：横分隔板
18：前板
20、120、220：外筒
AX：轴线
H：假想水平面
M1、M2：缺口部
S：内部空间
SL1、SL2、SL12：沟槽
V：假想铅垂面。

Claims (6)

1.一种铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，具备：
至少一个外板，所述至少一个外板构成具有在车辆长度方向延伸的轴线的外筒；
至少一个分隔板，所述至少一个分隔板在被所述至少一个外板包围的内部空间内在所述车辆长度方向延伸，固定于所述外板且将所述内部空间分隔；
所述分隔板的与所述轴线正交的方向的端部，以部分地构成所述外筒的方式藉由所述外板夹持。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，
所述至少一个外板包含多个外板，
所述分隔板的所述端部藉由所述多个外板的互相对向的端缘夹持。
3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，
所述分隔板的所述端部比所述外板的外表面更往外方突出，
所述分隔板的所述端部与所述外板的所述外表面互相以焊接接合。
4.根据权利要求3所述的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，
进一步具备面向所述外筒的前端的前板；
所述分隔板的所述端部的前端从后方抵接所述前板，
从所述外板的所述外表面的所述端部的突出量，随着在所述端部的前端区域中往前方移动而减少，
所述外筒的前端部与所述前板从外侧互相以焊接接合。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，
所述至少一个分隔板包含纵分隔板、交叉在所述纵分隔板的横分隔板，
所述纵分隔板与所述横分隔板分别具有互相嵌合的对向狭缝，
所述纵分隔板与所述横分隔板在以所述对向狭缝嵌合的状态下互相以焊接接合。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铁道车辆的冲撞能量吸收装置，其特征在于，
在所述外板，在从其车辆长度方向一方侧的端缘离开的位置形成有沟槽，
所述分隔板的所述端部插入所述沟槽。
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