JP2002286066A - 衝突エネルギー吸収部材及びこれを用いた衝突エネルギー吸収構造 - Google Patents
衝突エネルギー吸収部材及びこれを用いた衝突エネルギー吸収構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期ピーク荷重が大きく平均荷重の差が大き
いため、大きなエネルギー吸収特性が得られない。 【解決手段】 衝突エネルギーを吸収する目的で使用さ
れる中空断面の柱状部材の２０％以下の軸剛性を有し、
かつ、この柱状部材の５０％以上の圧壊時の平均荷重を
有する物質を柱状部材の内部に充填する。或いは柱状部
材の内部に柱状部材より剛性の小さな物質を充填した部
材において、軸圧縮力作用下での柱状部材の座屈モード
の節に当たる位置に補強リブ又は溶接ビードを取り付け
る。
いため、大きなエネルギー吸収特性が得られない。 【解決手段】 衝突エネルギーを吸収する目的で使用さ
れる中空断面の柱状部材の２０％以下の軸剛性を有し、
かつ、この柱状部材の５０％以上の圧壊時の平均荷重を
有する物質を柱状部材の内部に充填する。或いは柱状部
材の内部に柱状部材より剛性の小さな物質を充填した部
材において、軸圧縮力作用下での柱状部材の座屈モード
の節に当たる位置に補強リブ又は溶接ビードを取り付け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両等の輸送機
器における衝突時の衝突エネルギーを吸収する部材ない
し構造に関する。
器における衝突時の衝突エネルギーを吸収する部材ない
し構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、中空断面の柱状部材を軸方向
に蛇腹状に塑性変形させて衝突エネルギーを吸収するエ
ネルギー吸収部材が知られている。
に蛇腹状に塑性変形させて衝突エネルギーを吸収するエ
ネルギー吸収部材が知られている。
【０００３】例えば、特開昭５８−１１６２６７号公報
に記載の自動車の車体フレーム構造では、軸方向に切り
欠き部を設けたチヤンネル部材と切り欠き部のないチヤ
ンネル部材とを組み合わせた箱型断面構造によって、長
手方向に衝撃力により蛇腹変形を生じさせ、変形現象が
異なる切り欠き部に対応した部位で順次生じさせて、図
８（ｂ）のようなエネルギー吸収曲線図を得て衝突エネ
ルギーの吸収能力を高めんとする。
に記載の自動車の車体フレーム構造では、軸方向に切り
欠き部を設けたチヤンネル部材と切り欠き部のないチヤ
ンネル部材とを組み合わせた箱型断面構造によって、長
手方向に衝撃力により蛇腹変形を生じさせ、変形現象が
異なる切り欠き部に対応した部位で順次生じさせて、図
８（ｂ）のようなエネルギー吸収曲線図を得て衝突エネ
ルギーの吸収能力を高めんとする。
【０００４】この従来技術は、図８（ａ）に示すような
箱型断面柱０１において、座屈が起きた瞬間の最初のピ
ーク荷重Ｐ１は、図８（ｂ）に示すように高いままで、
他にも幾つかピ一ク荷重Ｐ２、Ｐ３、・・・を生じるよ
うな部材構成にしてエネルギー吸収能力を高めんとする
思想である。なお、図８（ａ）は、箱型断面柱０１にお
ける変形領域（斜線で示す）の遷移を模式的に示したも
ので、図８（ｂ）は、これに対応する圧壊荷重（縦軸）
と変位（横軸）の関係図である。
箱型断面柱０１において、座屈が起きた瞬間の最初のピ
ーク荷重Ｐ１は、図８（ｂ）に示すように高いままで、
他にも幾つかピ一ク荷重Ｐ２、Ｐ３、・・・を生じるよ
うな部材構成にしてエネルギー吸収能力を高めんとする
思想である。なお、図８（ａ）は、箱型断面柱０１にお
ける変形領域（斜線で示す）の遷移を模式的に示したも
ので、図８（ｂ）は、これに対応する圧壊荷重（縦軸）
と変位（横軸）の関係図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】理想的な衝突エネルギ
ー吸収構造は、必要な静的強度を確保しつつ、衝突時に
大きな加速度を生じることなく、かつ、エネルギー吸収
量の大きい構造である。エネルギー吸収構造の圧壊時の
荷重と変位の関係において、ピーク荷重、特に初期ピー
ク荷重が大きいと、衝突時に生じる加速度の最大値は大
きくなり、平均圧壊荷重が大きいとエネルギー吸収量は
大きくなる。したがって、初期ピーク荷重が小さく、か
つ平均圧壊荷重が大きい構造が優れたエネルギー吸収構
造である。
ー吸収構造は、必要な静的強度を確保しつつ、衝突時に
大きな加速度を生じることなく、かつ、エネルギー吸収
量の大きい構造である。エネルギー吸収構造の圧壊時の
荷重と変位の関係において、ピーク荷重、特に初期ピー
ク荷重が大きいと、衝突時に生じる加速度の最大値は大
きくなり、平均圧壊荷重が大きいとエネルギー吸収量は
大きくなる。したがって、初期ピーク荷重が小さく、か
つ平均圧壊荷重が大きい構造が優れたエネルギー吸収構
造である。
【０００６】また、中空断面の柱状部材を用いたエネル
ギー吸収構造では、規則正しく長手方向に蛇腹変形を生
じさせることが大きなエネルギー吸収量を得ることにな
る。
ギー吸収構造では、規則正しく長手方向に蛇腹変形を生
じさせることが大きなエネルギー吸収量を得ることにな
る。
【０００７】しかし、上記従来のエネルギー吸収部材で
は、図８（ｂ）に示すように初期ピーク荷重と平均荷重
の差が大きいため、十分大きなエネルギー吸収量を得よ
うとすると、初期ピーク荷重が必要以上に高くなる。
は、図８（ｂ）に示すように初期ピーク荷重と平均荷重
の差が大きいため、十分大きなエネルギー吸収量を得よ
うとすると、初期ピーク荷重が必要以上に高くなる。
【０００８】また、上記従来のエネルギー吸収部材で
は、規則正しく長手方向に蛇腹変形を起こさせるために
部材に切り欠きを設けている。しかし、この方法では、
部材本来の強度を低下させるために、軽微な衝突に対し
ても部材が塑性変形する可能性がある。
は、規則正しく長手方向に蛇腹変形を起こさせるために
部材に切り欠きを設けている。しかし、この方法では、
部材本来の強度を低下させるために、軽微な衝突に対し
ても部材が塑性変形する可能性がある。
【０００９】特開２０００−１４２４６１号では、発砲
ウレタン樹脂を充填した金属強度部材とエネルギ吸収部
材との複合材料からなる衝撃吸収用構造部材が提案され
ているが、これには平均圧壊荷重を高める思想はないた
め、エネルギー吸収能は小さい。
ウレタン樹脂を充填した金属強度部材とエネルギ吸収部
材との複合材料からなる衝撃吸収用構造部材が提案され
ているが、これには平均圧壊荷重を高める思想はないた
め、エネルギー吸収能は小さい。
【００１０】そこで、本願発明の目的は、衝突エネルギ
ーを吸収する部材において、静的強度を低下させること
なく衝突時の平均圧壊荷重を高めて、さらに長手方向に
規則正しく蛇腹変形を起こさせて、衝突エネルギー吸収
能力を高めるエネルギー吸収部材ないし構造を提供する
ことにある。
ーを吸収する部材において、静的強度を低下させること
なく衝突時の平均圧壊荷重を高めて、さらに長手方向に
規則正しく蛇腹変形を起こさせて、衝突エネルギー吸収
能力を高めるエネルギー吸収部材ないし構造を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明は、衝突エネルギーを吸収する目的で使用
される中空断面の柱状部材の２０％以下の軸剛性を有
し、かつ、この柱状部材の５０％以上の圧壊時の平均荷
重を有する物質を該柱状部材の内部に充填してなるエネ
ルギー吸収部材である。
め、本願発明は、衝突エネルギーを吸収する目的で使用
される中空断面の柱状部材の２０％以下の軸剛性を有
し、かつ、この柱状部材の５０％以上の圧壊時の平均荷
重を有する物質を該柱状部材の内部に充填してなるエネ
ルギー吸収部材である。
【００１２】これにより、この衝突エネルギー吸収部材
の荷重−変位の関係は最大荷重と圧壊時の平均荷重の差
が小さい優れたエネルギー吸収部材となる。
の荷重−変位の関係は最大荷重と圧壊時の平均荷重の差
が小さい優れたエネルギー吸収部材となる。
【００１３】すなわち、上記のように柱状部材の２０％
以下の軸剛性を有し、かつ、この柱状部材の５０％以上
の圧壊時の平均荷重を有する物質（以下「充填材料」と
もいう）を充填した柱状部材では、柱状部材が初期ピー
ク荷重になるときに充填材料は弾性域にとどまるため、
初期ピーク荷重は柱状部材単体の場合に比較して大きく
増加しない。一方、柱状部材の圧壊変形が進んだ状態で
は、充填材料も大きな変形を受けるため、その崩壊強度
まで荷重を支え、圧壊強度の向上に寄与することにな
る。すなわち、柱状部材単体では初期ピーク荷重が平均
圧壊荷重に比較して大きいが、充填材料は柱状部材の５
０％以上の圧壊時の平均荷重を有することから、初期ピ
ーク荷重と平均圧壊荷重の差が小さくなり、優れたエネ
ルギ吸収特性を有することになる。
以下の軸剛性を有し、かつ、この柱状部材の５０％以上
の圧壊時の平均荷重を有する物質（以下「充填材料」と
もいう）を充填した柱状部材では、柱状部材が初期ピー
ク荷重になるときに充填材料は弾性域にとどまるため、
初期ピーク荷重は柱状部材単体の場合に比較して大きく
増加しない。一方、柱状部材の圧壊変形が進んだ状態で
は、充填材料も大きな変形を受けるため、その崩壊強度
まで荷重を支え、圧壊強度の向上に寄与することにな
る。すなわち、柱状部材単体では初期ピーク荷重が平均
圧壊荷重に比較して大きいが、充填材料は柱状部材の５
０％以上の圧壊時の平均荷重を有することから、初期ピ
ーク荷重と平均圧壊荷重の差が小さくなり、優れたエネ
ルギ吸収特性を有することになる。
【００１４】また、中空断面の柱状部材の内部に柱状部
材より剛性の小さな物質を充填し、かつ軸方向に適切な
間隔で補強リブ、または、溶接ビード盛りを軸圧縮力作
用下での中空断面の柱状部材の座屈モードの節に当たる
位置に取り付ける。これにより、柱状部材の圧壊モード
が拘束され、長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせ
ることが可能となる。
材より剛性の小さな物質を充填し、かつ軸方向に適切な
間隔で補強リブ、または、溶接ビード盛りを軸圧縮力作
用下での中空断面の柱状部材の座屈モードの節に当たる
位置に取り付ける。これにより、柱状部材の圧壊モード
が拘束され、長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせ
ることが可能となる。
【００１５】また、中空断面の柱状部材の内部に柱状部
材より剛性の小さな物質を充填し、かつ、柱状部材の断
面形状を長手方向の一部あるいは全部を波状に変化させ
ることにより、柱状部材の圧壊モードが拘束され、長手
方向に規則正しく蛇腹変形を起させることが可能とな
る。
材より剛性の小さな物質を充填し、かつ、柱状部材の断
面形状を長手方向の一部あるいは全部を波状に変化させ
ることにより、柱状部材の圧壊モードが拘束され、長手
方向に規則正しく蛇腹変形を起させることが可能とな
る。
【００１６】また、上記のエネルギー吸収部材を鉄道車
両等の車端部の幅方向に平行に列設すれば、衝突時のエ
ネルギー吸収特性の優れたエネルギー吸収構造が得られ
る。
両等の車端部の幅方向に平行に列設すれば、衝突時のエ
ネルギー吸収特性の優れたエネルギー吸収構造が得られ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】本願発明の鉄道車両等用の衝突エ
ネルギー吸収部材の概念は、前述したように圧壊時の初
期ピーク荷重の増加を押さえつつ平均荷重を増加させ、
また長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせることに
ある。以下、そのための実施形態を図面を参照しながら
説明する。
ネルギー吸収部材の概念は、前述したように圧壊時の初
期ピーク荷重の増加を押さえつつ平均荷重を増加させ、
また長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせることに
ある。以下、そのための実施形態を図面を参照しながら
説明する。
【００１８】［第一実施形態］図１（ａ）（ｂ）は、本
願発明のエネルギー吸収部材１１の一形態の正面図と断
面図で、この図に示したものは、中空断面の柱状部材で
ある管部材１の内部に、管部材１の２０％以下の軸剛性
を有し、かつ、この管部材の５０％以上の圧壊時の平均
荷重を有する物質（充填材料）２を充填したエネルギー
吸収部材１１である。
願発明のエネルギー吸収部材１１の一形態の正面図と断
面図で、この図に示したものは、中空断面の柱状部材で
ある管部材１の内部に、管部材１の２０％以下の軸剛性
を有し、かつ、この管部材の５０％以上の圧壊時の平均
荷重を有する物質（充填材料）２を充填したエネルギー
吸収部材１１である。
【００１９】例えば、管部材を円管とし、断面寸法を外
径１６５ｍｍ、板厚５．５ｍｍでヤング率２０６０００
ＭＰａの軟鋼で製作し、ヤング率約４００ＭＰａ、圧縮
強度４.０ＭＰａのウレタン発泡材で充填することによ
り本エネルギー吸収部材１１を実現できる。
径１６５ｍｍ、板厚５．５ｍｍでヤング率２０６０００
ＭＰａの軟鋼で製作し、ヤング率約４００ＭＰａ、圧縮
強度４.０ＭＰａのウレタン発泡材で充填することによ
り本エネルギー吸収部材１１を実現できる。
【００２０】上記充填材料（例えば、ウレタン発泡材）
の特性としては、その軸剛性を管部材の軸剛性の２０％
以下とすれば、この衝突エネルギー吸収部材の最大荷重
は、管部材のみのエネルギー吸収部材の最大荷重と比較
して、最大荷重の増加は２０％以下となる。これは、管
部材が最大荷重に達するまでの荷重分担は両者の軸剛性
に比例するためである。
の特性としては、その軸剛性を管部材の軸剛性の２０％
以下とすれば、この衝突エネルギー吸収部材の最大荷重
は、管部材のみのエネルギー吸収部材の最大荷重と比較
して、最大荷重の増加は２０％以下となる。これは、管
部材が最大荷重に達するまでの荷重分担は両者の軸剛性
に比例するためである。
【００２１】また、充填材料の圧壊強度を管部材の圧壊
時の平均荷重の５０％以上とすれば、本衝突エネルギー
吸収部材の圧壊時の平均荷重は１．５倍以上となる。仮
に、充填材料の圧壊強度を、管部材の最大強度と圧壊時
の平均強度の差とすれば、本エネルギー吸収部材の最大
荷重と圧壊時の平均荷重の差はなくなる。このように、
充填材料の圧壊荷重を管部材の圧壊荷重の５０％以上と
していれば、本エネルギー吸収部材の圧壊時の平均荷重
の増加に効果がある。
時の平均荷重の５０％以上とすれば、本衝突エネルギー
吸収部材の圧壊時の平均荷重は１．５倍以上となる。仮
に、充填材料の圧壊強度を、管部材の最大強度と圧壊時
の平均強度の差とすれば、本エネルギー吸収部材の最大
荷重と圧壊時の平均荷重の差はなくなる。このように、
充填材料の圧壊荷重を管部材の圧壊荷重の５０％以上と
していれば、本エネルギー吸収部材の圧壊時の平均荷重
の増加に効果がある。
【００２２】これは図５によっても説明できる。図１に
示したエネルギー吸収部材１１では、軸方向に圧縮荷重
が作用したときの荷重（縦軸）と変位（横軸）の関係は
図５のようになる。図５は硬質発泡ウレタン充填鋼管の
静的圧壊試験により得られた結果である。管部材単体お
よび充填材単体の荷重と変位の関係はそれぞれ図中の一
点鎖線および点線となり、本発明のエネルギー吸収部材
では実線のようになる。すなわち、合成効果により中空
断面の管部材と充填材との合計である点線より少し高目
の荷重となる。 したがって、本エネルギー吸収部材１
１では、管部材単体の荷重と変位の関係に比較して、初
期ピーク荷重の増加は小さく、平均圧縮荷重の増加は大
きくなる。
示したエネルギー吸収部材１１では、軸方向に圧縮荷重
が作用したときの荷重（縦軸）と変位（横軸）の関係は
図５のようになる。図５は硬質発泡ウレタン充填鋼管の
静的圧壊試験により得られた結果である。管部材単体お
よび充填材単体の荷重と変位の関係はそれぞれ図中の一
点鎖線および点線となり、本発明のエネルギー吸収部材
では実線のようになる。すなわち、合成効果により中空
断面の管部材と充填材との合計である点線より少し高目
の荷重となる。 したがって、本エネルギー吸収部材１
１では、管部材単体の荷重と変位の関係に比較して、初
期ピーク荷重の増加は小さく、平均圧縮荷重の増加は大
きくなる。
【００２３】このように充填材料の軸剛性と圧壊強度を
管部材との関係において適切に選べば、最大荷重と圧壊
時の平均反力の差が小さい構造とすることが可能であ
る。
管部材との関係において適切に選べば、最大荷重と圧壊
時の平均反力の差が小さい構造とすることが可能であ
る。
【００２４】［第二実施形態］図２に示したものは、内
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、軸圧縮力作用下での中空断面の柱状部材１の座屈モ
ードの節に当たる位置（節に当たる柱状部材１の外周
囲）に補強リブ３を取り付けたエネルギー吸収部材１１
である。図２（ａ）はその正面図、（ｂ）は断面図であ
る。柱状部材１に軸圧縮力をかけると、座屈時に節とな
るべき位置が補強リブで補強されているため、補強リブ
３の位置が必ず節となり、例えば円形断面の場合は隣合
う補強リブの間が図６のように半径方向に膨出する形
（蛇腹変形）で崩壊する。
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、軸圧縮力作用下での中空断面の柱状部材１の座屈モ
ードの節に当たる位置（節に当たる柱状部材１の外周
囲）に補強リブ３を取り付けたエネルギー吸収部材１１
である。図２（ａ）はその正面図、（ｂ）は断面図であ
る。柱状部材１に軸圧縮力をかけると、座屈時に節とな
るべき位置が補強リブで補強されているため、補強リブ
３の位置が必ず節となり、例えば円形断面の場合は隣合
う補強リブの間が図６のように半径方向に膨出する形
（蛇腹変形）で崩壊する。
【００２５】これにより、柱状部材の圧壊モードが拘束
され、図６の如く長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こ
させることが可能となる。その結果として所望のエネル
ギー吸収特性が発揮されることになる。
され、図６の如く長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こ
させることが可能となる。その結果として所望のエネル
ギー吸収特性が発揮されることになる。
【００２６】［第三実施形態］図３に示したものは、内
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、軸圧縮力作用下での中空断面の柱状部材１の座屈モ
ードの節に当たる位置（節に当たる柱状部材１の外周
囲）に溶接ビ−ド４を取り付けたエネルギー吸収部材１
１である。図３（ａ）はその正面図、（ｂ）は断面図で
ある。この場合も前述の第二実施形態と同様に、溶接ビ
ード４によって節となるべき位置が補強されているた
め、座屈時に溶接ビード４の位置が必ず節となり、例え
ば円形断面の場合は隣合う溶接ビード４の間が図６のよ
うに半径方向に膨出する形（蛇腹変形）で崩壊する。
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、軸圧縮力作用下での中空断面の柱状部材１の座屈モ
ードの節に当たる位置（節に当たる柱状部材１の外周
囲）に溶接ビ−ド４を取り付けたエネルギー吸収部材１
１である。図３（ａ）はその正面図、（ｂ）は断面図で
ある。この場合も前述の第二実施形態と同様に、溶接ビ
ード４によって節となるべき位置が補強されているた
め、座屈時に溶接ビード４の位置が必ず節となり、例え
ば円形断面の場合は隣合う溶接ビード４の間が図６のよ
うに半径方向に膨出する形（蛇腹変形）で崩壊する。
【００２７】これにより、柱状部材の圧壊モードが拘束
され、図６の如く長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こ
させることが可能となる。その結果として所望のエネル
ギー吸収特性が発揮されることになる。
され、図６の如く長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こ
させることが可能となる。その結果として所望のエネル
ギー吸収特性が発揮されることになる。
【００２８】［第四実施形態］図４に示したものは、内
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、柱状部材１の長手方向の一部あるいは全部を波状に
変化させたエネルギー吸収部材１１である。これによ
り、軸荷重を作用させて柱状部材１を座屈させた時には
波状の谷部５が節となり山部６が膨出するから、上記と
同様に、柱状部材１の圧壊モードが拘束され、長手方向
に規則正しく蛇腹変形を起こさせることが可能となる。
部に発泡材２を充填した中空断面の柱状部材１におい
て、柱状部材１の長手方向の一部あるいは全部を波状に
変化させたエネルギー吸収部材１１である。これによ
り、軸荷重を作用させて柱状部材１を座屈させた時には
波状の谷部５が節となり山部６が膨出するから、上記と
同様に、柱状部材１の圧壊モードが拘束され、長手方向
に規則正しく蛇腹変形を起こさせることが可能となる。
【００２９】図７は、上記いずれかのエネルギー吸収部
材１１を用いて、これを鉄道車両の車端部に使用してエ
ネルギー吸収構造を構成した例である。車端部の前後に
設けた仕切板７，８の間に本エネルギー吸収部材１を架
設する。つまり、複数のエネルギー吸収部材１を車体の
幅方向に平行に列設する。衝突時の衝撃力の方向と一致
するよう、エネルギー吸収部材１はいずれもその長手方
向を車体の前後方向に一致させて配設してある。これに
より、衝突時のエネルギー吸収性能の優れた構造が得ら
れる。なお、後部の仕切板の後方にはセンターシル９、
さらにこの後方にはボルスター１０が配置されて車端部
の構体が形成されている。
材１１を用いて、これを鉄道車両の車端部に使用してエ
ネルギー吸収構造を構成した例である。車端部の前後に
設けた仕切板７，８の間に本エネルギー吸収部材１を架
設する。つまり、複数のエネルギー吸収部材１を車体の
幅方向に平行に列設する。衝突時の衝撃力の方向と一致
するよう、エネルギー吸収部材１はいずれもその長手方
向を車体の前後方向に一致させて配設してある。これに
より、衝突時のエネルギー吸収性能の優れた構造が得ら
れる。なお、後部の仕切板の後方にはセンターシル９、
さらにこの後方にはボルスター１０が配置されて車端部
の構体が形成されている。
【００３０】
【発明の効果】上記本願発明によれば、圧壊時の初期ピ
ーク荷重の増加を押さえつつ平均圧壊荷重を増加させる
ことができる結果、初期ピーク荷重と平均圧壊荷重の差
が小さくなり、優れたエネルギ吸収特性を有する衝突エ
ネルギー吸収部材を得ることができる。
ーク荷重の増加を押さえつつ平均圧壊荷重を増加させる
ことができる結果、初期ピーク荷重と平均圧壊荷重の差
が小さくなり、優れたエネルギ吸収特性を有する衝突エ
ネルギー吸収部材を得ることができる。
【００３１】また、柱状部材の座屈モードの節に当たる
位置を補強する等により、柱状部材の圧壊モードが拘束
され、長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせること
が可能となる結果、所望のエネルギー吸収特性を発揮す
る衝突エネルギー吸収部材を得ることができる。
位置を補強する等により、柱状部材の圧壊モードが拘束
され、長手方向に規則正しく蛇腹変形を起こさせること
が可能となる結果、所望のエネルギー吸収特性を発揮す
る衝突エネルギー吸収部材を得ることができる。
【図１】（ａ）（ｂ）は、本願第一実施形態に係る衝突
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は、本願第二実施形態に係る衝突
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、本願第三実施形態に係る衝突
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本願第四実施形態に係る衝突
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
エネルギー吸収部材の平面図と断面図である。
【図５】図１に示したエネルギー吸収部材の軸方向に圧
縮荷重が作用したときの荷重（縦軸）と変位（横軸）の
関係図である。
縮荷重が作用したときの荷重（縦軸）と変位（横軸）の
関係図である。
【図６】柱状部材が蛇腹変形を起こした状態の図であ
る。
る。
【図７】本願の衝突エネルギー吸収部材を用いて車端部
の構体を形成したときの平面図である。
の構体を形成したときの平面図である。
【図８】従来技術の説明図であって、（ａ）は箱型断面
の柱状部材の変形領域（斜線部）の遷移を模式的に示す
斜視図、（ｂ）はこれを軸方向に圧壊させたときの荷重
と変位の関係である。
の柱状部材の変形領域（斜線部）の遷移を模式的に示す
斜視図、（ｂ）はこれを軸方向に圧壊させたときの荷重
と変位の関係である。
１ 管部材（柱状部材） ２ 充填材料（発泡材） ３ 補強リブ ４ 溶接ビード １１ （衝突）エネルギー吸収部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山地 成一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3J066 AA23 BA03 BB01 BC01 BE06 BF04 BG04
Claims (5)
- 【請求項１】 衝突エネルギーを吸収する目的で使用さ
れる中空断面の柱状部材の２０％以下の軸剛性を有し、
かつ、この柱状部材の５０％以上の圧壊時の平均荷重を
有する物質を該柱状部材の内部に充填してなる衝突エネ
ルギー吸収部材。 - 【請求項２】 中空断面の柱状部材の内部に該柱状部材
より剛性の小さな物質を充填した部材において、軸圧縮
力作用下での該柱状部材の座屈モードの節に当たる位置
に補強リブを取り付けてなる衝突エネルギー吸収部材。 - 【請求項３】 中空断面の柱状部材の内部に該柱状部材
より剛性の小さな物質を充填した部材において、軸圧縮
力作用下での該柱状部材の座屈モードの節に当たる位置
に溶接ビード盛りを取り付けてなる衝突エネルギー吸収
部材。 - 【請求項４】 中空断面の柱状部材の内部に該柱状部材
より剛性の小さな物質を充填した部材において、柱状部
材の断面形状を長手方向の一部あるいは全部を波状に変
化させてなる衝突エネルギー吸収部材。 - 【請求項５】 鉄道車両等の車端部の幅方向に請求項１
〜４いずれか１項に記載のエネルギー吸収部材を平行に
列設してなる衝突エネルギー吸収構造。
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| JP2001090341A JP2002286066A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 衝突エネルギー吸収部材及びこれを用いた衝突エネルギー吸収構造 |
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