JP2002316642A - 車両の衝突エネルギ吸収構造 - Google Patents
車両の衝突エネルギ吸収構造Info
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- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
- B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】断面寸法および板厚が一定で、内側にリブのな
い単純な角筒形状のパイプ材を用い、適切なトリガーを
付加させることで衝撃吸収することができ、しかも、製
造が容易で、コストダウンを図ることができる車両の衝
突エネルギ吸収構造を提供する。 【解決手段】衝撃吸収用パイプ部材１の前端部Ｓ１の左
側に切り欠き部１ａを形成する。切り欠き部１ａは、４
つの面板部１Ａ〜１Ｄのうち１つの面板部１Ａを中心と
してその両側の面板部１Ｂ，１Ｃを含む３つの面板部の
一部に形成する。前端部Ｓ１に続く一般部Ｓ２は、四角
筒状で、閉断面構造である。
い単純な角筒形状のパイプ材を用い、適切なトリガーを
付加させることで衝撃吸収することができ、しかも、製
造が容易で、コストダウンを図ることができる車両の衝
突エネルギ吸収構造を提供する。 【解決手段】衝撃吸収用パイプ部材１の前端部Ｓ１の左
側に切り欠き部１ａを形成する。切り欠き部１ａは、４
つの面板部１Ａ〜１Ｄのうち１つの面板部１Ａを中心と
してその両側の面板部１Ｂ，１Ｃを含む３つの面板部の
一部に形成する。前端部Ｓ１に続く一般部Ｓ２は、四角
筒状で、閉断面構造である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道車両などの
車両の衝突時に、その衝突によって生じる衝突エネルギ
を、角筒状の衝撃吸収部材の蛇腹変形（塑性変形）によ
り吸収して衝撃を緩和するのに用いられる車両の衝突エ
ネルギ吸収構造に関する。
車両の衝突時に、その衝突によって生じる衝突エネルギ
を、角筒状の衝撃吸収部材の蛇腹変形（塑性変形）によ
り吸収して衝撃を緩和するのに用いられる車両の衝突エ
ネルギ吸収構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、パイプ材は、寸法や板厚を適切
に選択することによって、軸方向に圧縮荷重が作用した
ときに、全体のオイラーの座屈荷重を抑えて、蛇腹状に
塑性変形する性質があることから、その蛇腹変形により
衝突エネルギを吸収する衝撃吸収部材として用いること
ができることは知られている。このような蛇腹変形は安
定して衝突エネルギを吸収することができるため、パイ
プ材を利用した衝突エネルギ構造は、従来より広く採用
されている。
に選択することによって、軸方向に圧縮荷重が作用した
ときに、全体のオイラーの座屈荷重を抑えて、蛇腹状に
塑性変形する性質があることから、その蛇腹変形により
衝突エネルギを吸収する衝撃吸収部材として用いること
ができることは知られている。このような蛇腹変形は安
定して衝突エネルギを吸収することができるため、パイ
プ材を利用した衝突エネルギ構造は、従来より広く採用
されている。
【０００３】ところで、このようなパイプ材を利用して
衝突エネルギを吸収する構造を採用する場合には、蛇腹
変形を誘発する際に高い反力が生じるため、衝突初期に
おいて、乗員に作用する衝撃が大きくなってしまう。そ
こで、そのような衝突初期の最大荷重を小さくする構造
として、次のような構造が知られている。 （１）例えば特許第２６５０５２７号公報に記載される
ように、閉断面に押し出し成形されて車体前後方向に配
設される本体の内部に、この閉断面を複数に隔成するリ
ブを長手方向に一体成形した構造において、前記リブの
端部に、メンバ本体の周縁部との結合点からメンバ本体
の内部に向かう傾斜部を形成したものが知られている。
この構造は、メンバ本体の端面部分ではリブにメンバ本
体の周縁部との結合点からメンバ本体の内部に向かう傾
斜部を形成してあってリブ断面積が極端に小さくなって
いるため、車両の衝突時にメンバ本体の端部に軸方向に
衝突入力が作用すると、軸方向に座屈変形しやすく、従
って、初期反力荷重を小さくすることができるものであ
る。 （２）例えば特許第２８８２２４３号公報に記載される
ように、前後方向に配置された筒状シャシフレームの前
端部に、前端縁から内方に向かって凹みかつ上記前端縁
から連続して軸方向に延びる複数の弧状溝が、周方向に
ほぼ等間隔に形成されたものが知られている。この構造
は、前端部に前方から加えられた衝撃に対して、前端部
における弧状溝の部分と弧状溝のない部分とが前端縁か
ら交互に内外へ変形しながら軸方向に連続的に座屈変形
し、蛇腹が密接した状態に安定的に塑性変形するもので
ある。 （３）例えば特開平１１−５５６４号公報に記載される
ように、アルミニウム押し出し形材の押し出しにより中
空軸状に形成される車両のサイドメンバにおいて、その
長手方向に沿ってリブを少なくとも一以上形成するとと
もに、前記リブおよびサイドメンバの肉厚を車両の前後
方向端部から車室側に向かって順次増大させたものが知
られている。この構造は、リブおよびサイドメンバの肉
厚を車両の前後方向端部から車室側に向かって順次増大
させているので、全体として衝突エネルギ吸収力が大き
いままで、初期の最大荷重を下げることができるもので
ある。 （４）例えば特開平９−２７７９５３号公報や特開平９
−２７７９５４号公報には、蛇腹状に座屈変形すること
で衝突エネルギを吸収する衝撃吸収部材において、座屈
変形開始端の断面形状が４角形以上の多角形閉断面であ
り、他端の断面形状が座屈変形開始端の断面形状より多
い辺を有する多角形閉断面であり、両端の間は両者の断
面形状がなめらかに結ばれるように連続的に変化する断
面形状を有するものが記載されている。これらの構造
は、多角形断面を利用したり断面積が変化するテーパ形
状を利用することで、初期衝撃荷重を抑制したり第１番
目の座屈変形を安定化させたりして、座屈荷重の増加と
初期衝撃荷重の低減という課題の両立を実現するもので
ある。
衝突エネルギを吸収する構造を採用する場合には、蛇腹
変形を誘発する際に高い反力が生じるため、衝突初期に
おいて、乗員に作用する衝撃が大きくなってしまう。そ
こで、そのような衝突初期の最大荷重を小さくする構造
として、次のような構造が知られている。 （１）例えば特許第２６５０５２７号公報に記載される
ように、閉断面に押し出し成形されて車体前後方向に配
設される本体の内部に、この閉断面を複数に隔成するリ
ブを長手方向に一体成形した構造において、前記リブの
端部に、メンバ本体の周縁部との結合点からメンバ本体
の内部に向かう傾斜部を形成したものが知られている。
この構造は、メンバ本体の端面部分ではリブにメンバ本
体の周縁部との結合点からメンバ本体の内部に向かう傾
斜部を形成してあってリブ断面積が極端に小さくなって
いるため、車両の衝突時にメンバ本体の端部に軸方向に
衝突入力が作用すると、軸方向に座屈変形しやすく、従
って、初期反力荷重を小さくすることができるものであ
る。 （２）例えば特許第２８８２２４３号公報に記載される
ように、前後方向に配置された筒状シャシフレームの前
端部に、前端縁から内方に向かって凹みかつ上記前端縁
から連続して軸方向に延びる複数の弧状溝が、周方向に
ほぼ等間隔に形成されたものが知られている。この構造
は、前端部に前方から加えられた衝撃に対して、前端部
における弧状溝の部分と弧状溝のない部分とが前端縁か
ら交互に内外へ変形しながら軸方向に連続的に座屈変形
し、蛇腹が密接した状態に安定的に塑性変形するもので
ある。 （３）例えば特開平１１−５５６４号公報に記載される
ように、アルミニウム押し出し形材の押し出しにより中
空軸状に形成される車両のサイドメンバにおいて、その
長手方向に沿ってリブを少なくとも一以上形成するとと
もに、前記リブおよびサイドメンバの肉厚を車両の前後
方向端部から車室側に向かって順次増大させたものが知
られている。この構造は、リブおよびサイドメンバの肉
厚を車両の前後方向端部から車室側に向かって順次増大
させているので、全体として衝突エネルギ吸収力が大き
いままで、初期の最大荷重を下げることができるもので
ある。 （４）例えば特開平９−２７７９５３号公報や特開平９
−２７７９５４号公報には、蛇腹状に座屈変形すること
で衝突エネルギを吸収する衝撃吸収部材において、座屈
変形開始端の断面形状が４角形以上の多角形閉断面であ
り、他端の断面形状が座屈変形開始端の断面形状より多
い辺を有する多角形閉断面であり、両端の間は両者の断
面形状がなめらかに結ばれるように連続的に変化する断
面形状を有するものが記載されている。これらの構造
は、多角形断面を利用したり断面積が変化するテーパ形
状を利用することで、初期衝撃荷重を抑制したり第１番
目の座屈変形を安定化させたりして、座屈荷重の増加と
初期衝撃荷重の低減という課題の両立を実現するもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）〜（４）に示す構造では、次のような欠点があ
る。 （Ａ）前記特許第２６５０５２７号公報に記載されるも
のでは、メンバ本体の内側のリブに傾斜部を設けている
ため、構造が複雑となる。また、内側のリブがある構造
（すなわちアルミ押し出し形材）でないと適用すること
はできない。 （Ｂ）前記特許第２８８２２４３号公報に記載されるも
のでは、円筒状のフレームでないと適用することはでき
ないし、また、そのような円筒状のフレームは、角筒状
のフレームに比べて、蛇腹変形が安定して起こりにくい
という性質があり、安定したエネルギ吸収特性を得るこ
とが難しい。 （Ｃ）前記特開平１１−５５６４号公報、特開平９−２
７７９５３号公報および特開平９−２７７９５４号公報
に記載されるものは、パイプ材（サイドメンバ、衝撃吸
収部材）を、それの軸線方向において断面が変化する構
造としているため、特別な加工が必要であり、加工が困
難である。
（１）〜（４）に示す構造では、次のような欠点があ
る。 （Ａ）前記特許第２６５０５２７号公報に記載されるも
のでは、メンバ本体の内側のリブに傾斜部を設けている
ため、構造が複雑となる。また、内側のリブがある構造
（すなわちアルミ押し出し形材）でないと適用すること
はできない。 （Ｂ）前記特許第２８８２２４３号公報に記載されるも
のでは、円筒状のフレームでないと適用することはでき
ないし、また、そのような円筒状のフレームは、角筒状
のフレームに比べて、蛇腹変形が安定して起こりにくい
という性質があり、安定したエネルギ吸収特性を得るこ
とが難しい。 （Ｃ）前記特開平１１−５５６４号公報、特開平９−２
７７９５３号公報および特開平９−２７７９５４号公報
に記載されるものは、パイプ材（サイドメンバ、衝撃吸
収部材）を、それの軸線方向において断面が変化する構
造としているため、特別な加工が必要であり、加工が困
難である。
【０００５】この発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、断面寸法および板厚が一定で、内側にリブのない単
純な角筒形状のパイプ材を用い、適切なトリガーを付加
させることで衝撃吸収することができ、しかも、製造が
容易で、コストダウンを図ることができる車両の衝突エ
ネルギ吸収構造を提供することを目的とする。
で、断面寸法および板厚が一定で、内側にリブのない単
純な角筒形状のパイプ材を用い、適切なトリガーを付加
させることで衝撃吸収することができ、しかも、製造が
容易で、コストダウンを図ることができる車両の衝突エ
ネルギ吸収構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、４つ
の面板部を有する角筒状の衝撃吸収部材を車体前後方向
に配設し、前記衝撃吸収部材によって車体前後方向の衝
突荷重を受けさせ、蛇腹状に座屈変形させることで衝突
エネルギを吸収する車両の衝突エネルギ吸収構造であっ
て、前記衝撃吸収部材の前端部の左右両側のうちの一方
または上下両側のうち一方に、切り欠き部が形成されて
おり、前記切り欠き部は、４つの面板部のうちいずれか
１つの面板部を中心としてその両側の面板部を含む３つ
の面板部の一部に形成されている構成とする。ここで、
衝撃吸収部材の数を増減させることで、構造全体として
のエネルギ吸収量を調整することができる。また、角筒
状は、４つの面板部を有すればよく、正方形断面の筒状
であっても、長方形断面の筒状であってもよい。また、
前記衝撃吸収部材は、予め角筒状に形成された部材（閉
断面構造）の前端部に切り欠き部を形成することで製造
してもよいし、また、切り欠き部の長さだけ長さが異な
る２本のチャンネル部材を、互いに開いた側を向かい合
わせてそれらのフランジ部同士を接合することで製造す
るようにしてもよい。
の面板部を有する角筒状の衝撃吸収部材を車体前後方向
に配設し、前記衝撃吸収部材によって車体前後方向の衝
突荷重を受けさせ、蛇腹状に座屈変形させることで衝突
エネルギを吸収する車両の衝突エネルギ吸収構造であっ
て、前記衝撃吸収部材の前端部の左右両側のうちの一方
または上下両側のうち一方に、切り欠き部が形成されて
おり、前記切り欠き部は、４つの面板部のうちいずれか
１つの面板部を中心としてその両側の面板部を含む３つ
の面板部の一部に形成されている構成とする。ここで、
衝撃吸収部材の数を増減させることで、構造全体として
のエネルギ吸収量を調整することができる。また、角筒
状は、４つの面板部を有すればよく、正方形断面の筒状
であっても、長方形断面の筒状であってもよい。また、
前記衝撃吸収部材は、予め角筒状に形成された部材（閉
断面構造）の前端部に切り欠き部を形成することで製造
してもよいし、また、切り欠き部の長さだけ長さが異な
る２本のチャンネル部材を、互いに開いた側を向かい合
わせてそれらのフランジ部同士を接合することで製造す
るようにしてもよい。
【０００７】このようにすれば、衝突時に車両前後方向
の荷重が作用すると、前端部は切り欠き部が形成され開
断面となっているので、それに続く角筒状の部分（閉断
面構造）をいきなり蛇腹変形させる場合に比べて蛇腹変
形を生じさせるための初期荷重のピークが小さくてよく
なる。
の荷重が作用すると、前端部は切り欠き部が形成され開
断面となっているので、それに続く角筒状の部分（閉断
面構造）をいきなり蛇腹変形させる場合に比べて蛇腹変
形を生じさせるための初期荷重のピークが小さくてよく
なる。
【０００８】また、その前端部が変形をすでに開始して
いるから、それに続く角筒状の部分もスムーズに蛇腹変
形を開始する。すなわち、その前端部に連続する側の部
分は前端部の蛇腹変形に連続する形で変形する一方、切
り欠き部が設けられている側の部分は、前端部の蛇腹変
形が終了した後、その部分だけで新たに蛇腹変形を開始
するようになるので、その部分が蛇腹変形を開始するた
めの荷重のピークも小さくなり、無理なく蛇腹変形が生
ずるようになり、衝突エネルギが効率よく吸収される。
いるから、それに続く角筒状の部分もスムーズに蛇腹変
形を開始する。すなわち、その前端部に連続する側の部
分は前端部の蛇腹変形に連続する形で変形する一方、切
り欠き部が設けられている側の部分は、前端部の蛇腹変
形が終了した後、その部分だけで新たに蛇腹変形を開始
するようになるので、その部分が蛇腹変形を開始するた
めの荷重のピークも小さくなり、無理なく蛇腹変形が生
ずるようになり、衝突エネルギが効率よく吸収される。
【０００９】さらに、角筒状のパイプに切り欠き部を設
ける構造であるため、製造が容易で、低コストである。
特に、前端部に切り欠き部を形成し、前後または左右が
非対称な構造としているので、前端部に切り欠き部を設
けるという簡単な構造で、衝突初期の反力が小さくする
ことが実現される。また、前端部において一部（非対称
部分）には蛇腹変形が開始しているので、残りの部分
（切り欠き部に対応する部分）について変形が開始する
ときの反力も小さくなり、衝突の初期とほぼ同じ程度の
大きさの反力となり（図２参照）、一定の反力が維持で
きる。よって、急激な衝撃荷重の立ち上がりがなく、乗
員に作用する衝撃を緩和することができるものである。
ける構造であるため、製造が容易で、低コストである。
特に、前端部に切り欠き部を形成し、前後または左右が
非対称な構造としているので、前端部に切り欠き部を設
けるという簡単な構造で、衝突初期の反力が小さくする
ことが実現される。また、前端部において一部（非対称
部分）には蛇腹変形が開始しているので、残りの部分
（切り欠き部に対応する部分）について変形が開始する
ときの反力も小さくなり、衝突の初期とほぼ同じ程度の
大きさの反力となり（図２参照）、一定の反力が維持で
きる。よって、急激な衝撃荷重の立ち上がりがなく、乗
員に作用する衝撃を緩和することができるものである。
【００１０】請求項２に記載のように、前記衝撃吸収部
材は、複数個設けられており、それらが上下対称または
左右対称に配置されているようにすることもできる。
材は、複数個設けられており、それらが上下対称または
左右対称に配置されているようにすることもできる。
【００１１】このようにすれば、複数個の衝撃吸収部材
が上下対称または左右対称に配置されているので、前端
部に車両進行方向の衝撃が作用したとき、各衝撃吸収部
材にバランスよく荷重が作用するので、各衝撃吸収部材
は倒れることなく、蛇腹変形が無理なく引き起こされ
る。
が上下対称または左右対称に配置されているので、前端
部に車両進行方向の衝撃が作用したとき、各衝撃吸収部
材にバランスよく荷重が作用するので、各衝撃吸収部材
は倒れることなく、蛇腹変形が無理なく引き起こされ
る。
【００１２】請求項３に記載のように、車両の連結器に
連結され車両相互間に生じる衝撃を吸収緩和するゴム緩
衝器を備え、前記衝撃吸収部材は、前端部が前記ゴム緩
衝器の後端に連結され、後端部が車体台枠に取り付けら
れる枠フレームに連結されている構成とすることも可能
である。
連結され車両相互間に生じる衝撃を吸収緩和するゴム緩
衝器を備え、前記衝撃吸収部材は、前端部が前記ゴム緩
衝器の後端に連結され、後端部が車体台枠に取り付けら
れる枠フレームに連結されている構成とすることも可能
である。
【００１３】このようにすれば、衝突エネルギが小さい
場合には、ゴム緩衝器によって衝突エネルギが吸収さ
れ、衝突エネルギが大きい場合には、衝撃吸収部材の蛇
腹変形によって吸収される。
場合には、ゴム緩衝器によって衝突エネルギが吸収さ
れ、衝突エネルギが大きい場合には、衝撃吸収部材の蛇
腹変形によって吸収される。
【００１４】請求項４に記載のように、前記衝撃吸収部
材は、走行中にレール上の障害物を排除する排障板の後
側に配設され、その後端部が、車体台枠に取り付けられ
る支持装置に連結されている構成とすることも可能であ
る。
材は、走行中にレール上の障害物を排除する排障板の後
側に配設され、その後端部が、車体台枠に取り付けられ
る支持装置に連結されている構成とすることも可能であ
る。
【００１５】このようにすれば、走行中にレール上の障
害物を排除する排障板に必要以上に大きな衝突エネルギ
が作用した場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変形によって
吸収される。
害物を排除する排障板に必要以上に大きな衝突エネルギ
が作用した場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変形によって
吸収される。
【００１６】請求項５に記載のように、車体台枠に取り
付けられ連結器より後方でかつ排障板より前方まで延び
る支持装置を有し、前記支持装置の前端に後端部が前記
衝撃吸収部材が連結され、前記衝撃吸収部材は、前記連
結器より前方まで延び前端部に衝突部材が設けられてい
る構成とすることも可能である。
付けられ連結器より後方でかつ排障板より前方まで延び
る支持装置を有し、前記支持装置の前端に後端部が前記
衝撃吸収部材が連結され、前記衝撃吸収部材は、前記連
結器より前方まで延び前端部に衝突部材が設けられてい
る構成とすることも可能である。
【００１７】このようにすれば、先頭車両において、連
結器より前方まで延びる衝撃吸収部材は、前端部に衝突
部材が設けられているので、衝突時には、まず衝突部材
が衝突し、衝撃吸収部材の蛇腹変形によって衝突エネル
ギが吸収緩和される。よって、連結器の破損が防止され
る。
結器より前方まで延びる衝撃吸収部材は、前端部に衝突
部材が設けられているので、衝突時には、まず衝突部材
が衝突し、衝撃吸収部材の蛇腹変形によって衝突エネル
ギが吸収緩和される。よって、連結器の破損が防止され
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に沿って説明する。
面に沿って説明する。
【００１９】図１は本発明に係る車両の衝突エネルギ吸
収構造に用いられる衝撃吸収部材を示す斜視図ある。
収構造に用いられる衝撃吸収部材を示す斜視図ある。
【００２０】図１に示すように、四角筒状の衝撃吸収用
パイプ部材１（衝撃吸収部材）は、前端部Ｓ１の左側
に、軸線方向の寸法Ｌ、幅方向の寸法Ｂの切り欠き部１
ａが形成され、前端部Ｓ１がチャネル形状の開断面とし
て、左右非対称な形状となっている。ここで、前記切り
欠き部１ａの幅方向の寸法Ｂは、部材１の幅Ｗの略１／
２とされている。
パイプ部材１（衝撃吸収部材）は、前端部Ｓ１の左側
に、軸線方向の寸法Ｌ、幅方向の寸法Ｂの切り欠き部１
ａが形成され、前端部Ｓ１がチャネル形状の開断面とし
て、左右非対称な形状となっている。ここで、前記切り
欠き部１ａの幅方向の寸法Ｂは、部材１の幅Ｗの略１／
２とされている。
【００２１】衝撃吸収用パイプ部材１は、４つの面板部
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有する閉断面構造で構成さ
れ、前端部Ｓ１において１つの面板部１Ａとその両側に
連設される面板部１Ｂ，１Ｃとの一部でもって、前記切
り欠き部１ａが形成されている。この切り欠き部１ａが
形成された前端部Ｓ１が、エネルギ吸収のための蛇腹変
形を引き起こすトリガー部として機能することになり、
その部分がチャンネル形状の開断面となっている。な
お、前記切り欠き部１ａのコーナ部は、図１においては
角度（９０度）を持つ構成としているが、湾曲形状とし
てもよいのはもちろんである。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有する閉断面構造で構成さ
れ、前端部Ｓ１において１つの面板部１Ａとその両側に
連設される面板部１Ｂ，１Ｃとの一部でもって、前記切
り欠き部１ａが形成されている。この切り欠き部１ａが
形成された前端部Ｓ１が、エネルギ吸収のための蛇腹変
形を引き起こすトリガー部として機能することになり、
その部分がチャンネル形状の開断面となっている。な
お、前記切り欠き部１ａのコーナ部は、図１においては
角度（９０度）を持つ構成としているが、湾曲形状とし
てもよいのはもちろんである。
【００２２】このような四角筒状の衝撃吸収用パイプ部
材１の前端面に対し、その衝撃吸収用パイプ部材１の軸
線方向の荷重が一様に作用する場合には、まず、前端部
Ｓ１には切り欠き部１ａが形成されていることから、こ
の強度的に劣る前端部Ｓ１をトリガー部として、この前
端部Ｓ１から左右非対称な変形（蛇腹変形）が開始され
る。すなわち、この前端部Ｓ１が、衝突初期に変形し、
それをトリガーとして後述の蛇腹変形が起こることにな
る。
材１の前端面に対し、その衝撃吸収用パイプ部材１の軸
線方向の荷重が一様に作用する場合には、まず、前端部
Ｓ１には切り欠き部１ａが形成されていることから、こ
の強度的に劣る前端部Ｓ１をトリガー部として、この前
端部Ｓ１から左右非対称な変形（蛇腹変形）が開始され
る。すなわち、この前端部Ｓ１が、衝突初期に変形し、
それをトリガーとして後述の蛇腹変形が起こることにな
る。
【００２３】この衝突初期における前端部の蛇腹変形
（座屈変形）は、前端部の形状が左右において非対称で
あり、また、この前端部Ｓ１（トリガー部）は、切り欠
き部１ａがあるために開断面であり、衝突による蛇腹変
形を生じさせるのに必要な初期荷重が小さくてよくなる
ようにされているので、衝突時における初期荷重のピー
クは、四角筒状のパイプ部材１に対しいきなり蛇腹変形
を対称に引き起こさせる場合に比べて、かなり小さくな
る。
（座屈変形）は、前端部の形状が左右において非対称で
あり、また、この前端部Ｓ１（トリガー部）は、切り欠
き部１ａがあるために開断面であり、衝突による蛇腹変
形を生じさせるのに必要な初期荷重が小さくてよくなる
ようにされているので、衝突時における初期荷重のピー
クは、四角筒状のパイプ部材１に対しいきなり蛇腹変形
を対称に引き起こさせる場合に比べて、かなり小さくな
る。
【００２４】それから、前記衝撃吸収用パイプ部材１の
前端部Ｓ１（右半分）の蛇腹変形（座屈変形）が徐々に
進展していき、その変形が、閉断面構造である一般部Ｓ
２にまで到達する。このとき、非対称の蛇腹変形がすで
に生じているため、それによって一般部Ｓ２全体につい
て新たに蛇腹変形が引き起こされるのではなく、左半分
についての蛇腹変形だけが新たに引き起こされることと
なり、それぞれの部分、すなわち前端部Ｓ１と一般部Ｓ
２との座屈変形の開始の初期荷重（荷重ピーク）が生ず
る時期にずれが生じる。そのため、前記衝撃吸収用パイ
プ部材１について蛇腹変形を引き起こすのに必要とされ
る荷重が、前端部Ｓ１で蛇腹変形を開始するときと、一
般部Ｓ２で蛇腹変形を開始するときとに２分されること
となり、結果として衝突初期でのピーク荷重が低くな
り、一定の反力が維持される。よって、急激な衝撃荷重
の立ち上がりがなく、乗員に作用する衝撃が緩和され
る。
前端部Ｓ１（右半分）の蛇腹変形（座屈変形）が徐々に
進展していき、その変形が、閉断面構造である一般部Ｓ
２にまで到達する。このとき、非対称の蛇腹変形がすで
に生じているため、それによって一般部Ｓ２全体につい
て新たに蛇腹変形が引き起こされるのではなく、左半分
についての蛇腹変形だけが新たに引き起こされることと
なり、それぞれの部分、すなわち前端部Ｓ１と一般部Ｓ
２との座屈変形の開始の初期荷重（荷重ピーク）が生ず
る時期にずれが生じる。そのため、前記衝撃吸収用パイ
プ部材１について蛇腹変形を引き起こすのに必要とされ
る荷重が、前端部Ｓ１で蛇腹変形を開始するときと、一
般部Ｓ２で蛇腹変形を開始するときとに２分されること
となり、結果として衝突初期でのピーク荷重が低くな
り、一定の反力が維持される。よって、急激な衝撃荷重
の立ち上がりがなく、乗員に作用する衝撃が緩和され
る。
【００２５】このようにして、前端部Ｓ１の蛇腹変形
が、一般面Ｓ２での蛇腹変形を誘発し、一般部Ｓ２で蛇
腹変形が一旦起こると、それ以降は安定した蛇腹変形を
継続していく。この場合、前記衝撃吸収用パイプ部材１
の軸線方向（長手方向）の荷重がそれに直交する方向の
荷重に比べてかなり大きいため、前端部Ｓ１から一般部
Ｓ２への蛇腹変形の移行は無理なく行われる。
が、一般面Ｓ２での蛇腹変形を誘発し、一般部Ｓ２で蛇
腹変形が一旦起こると、それ以降は安定した蛇腹変形を
継続していく。この場合、前記衝撃吸収用パイプ部材１
の軸線方向（長手方向）の荷重がそれに直交する方向の
荷重に比べてかなり大きいため、前端部Ｓ１から一般部
Ｓ２への蛇腹変形の移行は無理なく行われる。
【００２６】この変形における荷重と変位との関係を、
コンピュータによるシミレーション解析をした結果を図
２に示し、衝撃吸収用パイプ部材１の前端に設けた当接
板２に衝突荷重が作用した場合の変化の状態を模式的に
示す変形図を図３（ａ）〜（ｉ）に示す。この場合、図
３（ａ）は衝突前の状態で荷重は作用しておらず、図３
（ｂ）〜（ｉ）の各状態における荷重は、図２における
荷重ピーク点Ｐ１〜Ｐ８の荷重に対応している。なお、
これらの場合は、切り欠き部は、前端部の上半分に形成
されたものである（図３（ｂ）〜（ｉ）参照）。
コンピュータによるシミレーション解析をした結果を図
２に示し、衝撃吸収用パイプ部材１の前端に設けた当接
板２に衝突荷重が作用した場合の変化の状態を模式的に
示す変形図を図３（ａ）〜（ｉ）に示す。この場合、図
３（ａ）は衝突前の状態で荷重は作用しておらず、図３
（ｂ）〜（ｉ）の各状態における荷重は、図２における
荷重ピーク点Ｐ１〜Ｐ８の荷重に対応している。なお、
これらの場合は、切り欠き部は、前端部の上半分に形成
されたものである（図３（ｂ）〜（ｉ）参照）。
【００２７】衝突前においては、図３（ａ）に示す状態
にあるが、一旦衝突し当接板２を通じて軸線方向の衝突
荷重（動的荷重）が作用すると、まず、図３（ｂ）に示
すように、衝撃吸収用パイプ部材１の下半分のみである
前端部が座屈変形を開始し、それから、図３（ｃ）に示
すように、衝撃吸収用パイプ部材１の閉断面構造の上半
分の上側面板部が座屈変形を開始し、図３（ｄ）に示す
ように、前記閉断面構造の左右の面板部が座屈変形を開
始する。この場合、前端部が蛇腹変形を開始する図３
（ｂ）に対応する荷重ピーク点Ｐ１と、一般部が蛇腹変
形を開始する図３（ｃ）に対応する荷重ピーク点Ｐ２と
が、荷重ピーク点Ｐ２の方が少し大きいが、ほぼ同じ程
度となり、一定の反力が維持される。
にあるが、一旦衝突し当接板２を通じて軸線方向の衝突
荷重（動的荷重）が作用すると、まず、図３（ｂ）に示
すように、衝撃吸収用パイプ部材１の下半分のみである
前端部が座屈変形を開始し、それから、図３（ｃ）に示
すように、衝撃吸収用パイプ部材１の閉断面構造の上半
分の上側面板部が座屈変形を開始し、図３（ｄ）に示す
ように、前記閉断面構造の左右の面板部が座屈変形を開
始する。この場合、前端部が蛇腹変形を開始する図３
（ｂ）に対応する荷重ピーク点Ｐ１と、一般部が蛇腹変
形を開始する図３（ｃ）に対応する荷重ピーク点Ｐ２と
が、荷重ピーク点Ｐ２の方が少し大きいが、ほぼ同じ程
度となり、一定の反力が維持される。
【００２８】このようにして、一旦蛇腹変形を開始する
と、上下側の面板部の座屈変形（図３（ｅ）、図３
（ｇ）および図３（ｉ）参照）と、左右側の面板部の座
屈変形（図３（ｆ）および図３（ｈ）参照）とが交互に
繰り返される。これらの場合も荷重変動あまりなく、一
定の反力が維持される。
と、上下側の面板部の座屈変形（図３（ｅ）、図３
（ｇ）および図３（ｉ）参照）と、左右側の面板部の座
屈変形（図３（ｆ）および図３（ｈ）参照）とが交互に
繰り返される。これらの場合も荷重変動あまりなく、一
定の反力が維持される。
【００２９】ここで、初期反力が図２に示すように低下
する理由は、図３（ｂ）（ｃ）に示す状態で、上側の面
板部および下側の面板部の座屈変形が時期をずれて発生
することと、図３（ｄ）に示す状態より以降は、それら
の前段階における変形によって、座屈変形しやすい形状
に変化しているためであると考えられる。
する理由は、図３（ｂ）（ｃ）に示す状態で、上側の面
板部および下側の面板部の座屈変形が時期をずれて発生
することと、図３（ｄ）に示す状態より以降は、それら
の前段階における変形によって、座屈変形しやすい形状
に変化しているためであると考えられる。
【００３０】また、変形の初期（図３（ｂ）〜（ｄ）参
照）は非対称形状の変形であるのに、その後、対称な形
状の変形に変化するのは、図３（ｅ）に示す状態で、左
右側の面板部の座屈変形が、軸線方向に対して斜め方向
の変形から開始して変形が進行するが、その変形が進行
するに従い、その変形が、軸線方向に対して直交する方
向の変形に徐々に変化していくことによると考えられ
る。
照）は非対称形状の変形であるのに、その後、対称な形
状の変形に変化するのは、図３（ｅ）に示す状態で、左
右側の面板部の座屈変形が、軸線方向に対して斜め方向
の変形から開始して変形が進行するが、その変形が進行
するに従い、その変形が、軸線方向に対して直交する方
向の変形に徐々に変化していくことによると考えられ
る。
【００３１】続いて、前記切り欠き部１ａの大きさによ
る初期荷重への影響について、シミレーション解析を行
った結果を示す図４（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。図４（ａ）〜（ｃ）において、Ｂは切り欠き部の
幅、Ｌは切り欠き部の軸線方向の長さ、Ａｃ，Ａｓはそ
れぞれ前端部Ｓ１及び一般部Ｓ２の断面積を表すものと
する。
る初期荷重への影響について、シミレーション解析を行
った結果を示す図４（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。図４（ａ）〜（ｃ）において、Ｂは切り欠き部の
幅、Ｌは切り欠き部の軸線方向の長さ、Ａｃ，Ａｓはそ
れぞれ前端部Ｓ１及び一般部Ｓ２の断面積を表すものと
する。
【００３２】図４（ａ）から明らかなように、衝突後最
初に生ずる第１のピーク荷重は、切り欠き部の大きさが
大きくなるほど（すなわちＡｃ／Ａｓが大きくなるほ
ど）、小さくなる傾向がある一方、その次に生ずる第２
のピーク荷重は、図４（ｂ）から明らかなように、切り
欠き部の大きさが大きくなるほど、大きくなる傾向があ
る。
初に生ずる第１のピーク荷重は、切り欠き部の大きさが
大きくなるほど（すなわちＡｃ／Ａｓが大きくなるほ
ど）、小さくなる傾向がある一方、その次に生ずる第２
のピーク荷重は、図４（ｂ）から明らかなように、切り
欠き部の大きさが大きくなるほど、大きくなる傾向があ
る。
【００３３】よって、第１および第２のピーク荷重はあ
まり差がなく、一様な荷重変化であることが望ましいこ
とから、図４（ｃ）より判断するに、前端部Ｓ１と一般
部Ｓ２との断面積の比Ａｃ／Ａｓは０．５程度がよいこ
とがわかる。なお、このような傾向および結果は、断面
正方形の角筒状の場合も断面長方形の角筒状の場合も同
様であることが確認されている。 ＜実施例１＞本例は、鉄道車両の連結装置に適用した場
合の例であり、図５および図６に示す。
まり差がなく、一様な荷重変化であることが望ましいこ
とから、図４（ｃ）より判断するに、前端部Ｓ１と一般
部Ｓ２との断面積の比Ａｃ／Ａｓは０．５程度がよいこ
とがわかる。なお、このような傾向および結果は、断面
正方形の角筒状の場合も断面長方形の角筒状の場合も同
様であることが確認されている。 ＜実施例１＞本例は、鉄道車両の連結装置に適用した場
合の例であり、図５および図６に示す。
【００３４】図５および図６に示すように、ゴム緩衝器
１１は、前側支持部１２ａおよび後側支持部１２ｂとを
有する枠フレーム１２と、この枠フレーム１２の前側支
持部１２ａおよび後側支持部１２ｂ内に設けられる前後
緩衝ゴム１３ａ，１３ｂと、これら緩衝ゴム１３ａ，１
３ｂ（板ゴムを重ねたもの）を前記枠フレーム１２の連
結固定する１対の連結ロッド部材１４Ｌ，１４Ｒと、こ
の連結ロッド部材１４Ｌ，１４Ｒの前後端部に取り付け
られ枠フレーム１２との間に前記緩衝ゴム１３ａ，１３
ｂを挟持するフランジ部材１５ａ，１５ｂとを備える。
連結ロッド部材１４の前端部に前側支持フレーム１６Ｆ
に連結され、前側支持フレーム１６Ｆが中間部材１７を
介して連結器１８の後端部に連結されている。
１１は、前側支持部１２ａおよび後側支持部１２ｂとを
有する枠フレーム１２と、この枠フレーム１２の前側支
持部１２ａおよび後側支持部１２ｂ内に設けられる前後
緩衝ゴム１３ａ，１３ｂと、これら緩衝ゴム１３ａ，１
３ｂ（板ゴムを重ねたもの）を前記枠フレーム１２の連
結固定する１対の連結ロッド部材１４Ｌ，１４Ｒと、こ
の連結ロッド部材１４Ｌ，１４Ｒの前後端部に取り付け
られ枠フレーム１２との間に前記緩衝ゴム１３ａ，１３
ｂを挟持するフランジ部材１５ａ，１５ｂとを備える。
連結ロッド部材１４の前端部に前側支持フレーム１６Ｆ
に連結され、前側支持フレーム１６Ｆが中間部材１７を
介して連結器１８の後端部に連結されている。
【００３５】前記後側のフランジ部材１５ｂに１対の衝
撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒの前端部が連結さ
れ、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒの後端部が、
車体台枠２０に支持される後側支持フレーム２１に連結
されている。前記両衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９
Ｒは、切り欠き部１９ａが内側に対向して位置するよう
に左右対称に配設され、バランスよく衝突荷重を受ける
ように構成されている。
撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒの前端部が連結さ
れ、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒの後端部が、
車体台枠２０に支持される後側支持フレーム２１に連結
されている。前記両衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９
Ｒは、切り欠き部１９ａが内側に対向して位置するよう
に左右対称に配設され、バランスよく衝突荷重を受ける
ように構成されている。
【００３６】このように構成すれば、ゴム緩衝器１１を
衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒ（衝撃吸収部材）
で支持することにより、ゴム緩衝器１１が吸収しきれな
かった衝突エネルギを、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，
１９Ｒの蛇腹変形（塑性変形）で吸収される。よって、
複数の車両によって編成される鉄道車両が、他の車両に
衝突した場合において、ゴム緩衝器１１の衝撃吸収能力
が足らなくても、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒ
の衝撃吸収能力がそれを補い、車両に大きなダメージを
与えたり、乗客に過大な衝撃を負荷するというような事
態が回避される。 ＜実施例２＞鉄道車両の先頭車両の排障装置に適用した
場合の例であり、図７および図８に示す。
衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒ（衝撃吸収部材）
で支持することにより、ゴム緩衝器１１が吸収しきれな
かった衝突エネルギを、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，
１９Ｒの蛇腹変形（塑性変形）で吸収される。よって、
複数の車両によって編成される鉄道車両が、他の車両に
衝突した場合において、ゴム緩衝器１１の衝撃吸収能力
が足らなくても、衝撃吸収用パイプ部材１９Ｌ，１９Ｒ
の衝撃吸収能力がそれを補い、車両に大きなダメージを
与えたり、乗客に過大な衝撃を負荷するというような事
態が回避される。 ＜実施例２＞鉄道車両の先頭車両の排障装置に適用した
場合の例であり、図７および図８に示す。
【００３７】図７および図８に示すように、障害物をは
ね飛ばす排障板３１は、馬蹄形状に曲げられた形状で、
車体台枠３２に直接に取付固定されている。排障板３１
の後側には隙間をあけて衝撃吸収用パイプ部材３３が配
置され、２本の衝撃吸収用パイプ部材３３は互いに結合
部材３３ｂで結合され、かつ支持装置３４で支持されれ
ている。この支持装置３４は、上端部が車体台枠３２に
固定されている。この場合は、各衝撃吸収用パイプ部材
３３の切り欠き部３３ａは、図８に示すように、外側に
向けられた形（あるいは内側に向けられた形）で左右対
称に配置される構成とされている。なお、５０はレール
である。
ね飛ばす排障板３１は、馬蹄形状に曲げられた形状で、
車体台枠３２に直接に取付固定されている。排障板３１
の後側には隙間をあけて衝撃吸収用パイプ部材３３が配
置され、２本の衝撃吸収用パイプ部材３３は互いに結合
部材３３ｂで結合され、かつ支持装置３４で支持されれ
ている。この支持装置３４は、上端部が車体台枠３２に
固定されている。この場合は、各衝撃吸収用パイプ部材
３３の切り欠き部３３ａは、図８に示すように、外側に
向けられた形（あるいは内側に向けられた形）で左右対
称に配置される構成とされている。なお、５０はレール
である。
【００３８】このように構成すれば、排障板３１の変形
で吸収しきれなかったエネルギは、衝撃吸収用パイプ部
材３３にて吸収されることとなり、車体台枠３２への衝
撃が緩和される。
で吸収しきれなかったエネルギは、衝撃吸収用パイプ部
材３３にて吸収されることとなり、車体台枠３２への衝
撃が緩和される。
【００３９】また、軽量化が図れる。すなわち、従来
は、排障板の前側部分の後方に板ばねを重ねた緩衝板が
設けられ、排障板の変形で吸収しきれなかったエネルギ
は、緩衝板で吸収する構造とされていたので、重量が重
くなるという傾向があったが、衝撃吸収用パイプ部材３
３を用いることで、大幅な軽量化が実現される。 ＜実施例３＞鉄道車両の先頭車両の前頭部に取り付け、
先頭車両同士の正面衝突時の衝突エネルギを吸収する例
で、図９および図１０に示す。
は、排障板の前側部分の後方に板ばねを重ねた緩衝板が
設けられ、排障板の変形で吸収しきれなかったエネルギ
は、緩衝板で吸収する構造とされていたので、重量が重
くなるという傾向があったが、衝撃吸収用パイプ部材３
３を用いることで、大幅な軽量化が実現される。 ＜実施例３＞鉄道車両の先頭車両の前頭部に取り付け、
先頭車両同士の正面衝突時の衝突エネルギを吸収する例
で、図９および図１０に示す。
【００４０】図９および図１０に示すように、上下方向
において、上側に位置する連結器４１と下側に位置する
排障板４２との間に位置するように衝撃吸収用パイプ部
材４３が配設される。支持装置４４より、車両前後方向
に延びるように支持パイプ部材４５が配設され、その支
持パイプ部材４５の先端部に、先端に先端部材４６が設
けられた衝撃吸収用パイプ部材４３の後端部が連結され
ている。
において、上側に位置する連結器４１と下側に位置する
排障板４２との間に位置するように衝撃吸収用パイプ部
材４３が配設される。支持装置４４より、車両前後方向
に延びるように支持パイプ部材４５が配設され、その支
持パイプ部材４５の先端部に、先端に先端部材４６が設
けられた衝撃吸収用パイプ部材４３の後端部が連結され
ている。
【００４１】支持パイプ部材４５は、排障板４２より前
方の延びるが、連結器４１より後方に位置する長さとさ
れている。よって、先頭車両として使用しない場合に
は、衝撃吸収用パイプ部材４３を取り外すことで、車両
相互間の連結器４１による連結も可能となるように構成
されている。４８は車体台枠である。衝撃吸収用パイプ
部材４３の先端部材４６との連結部分においては、切り
欠き部４３ａが下部に配置されており、１本だけである
が、左右対称な構成とされている。なお、前記先端部材
４６は先端のカバー４７内に位置している。また、前記
実施例１，２と同様に、本例の場合も、対称に配置され
た２つの衝撃吸収用パイプ部材によって、衝突部材を支
持するようにしてもよいのはもちろんである。
方の延びるが、連結器４１より後方に位置する長さとさ
れている。よって、先頭車両として使用しない場合に
は、衝撃吸収用パイプ部材４３を取り外すことで、車両
相互間の連結器４１による連結も可能となるように構成
されている。４８は車体台枠である。衝撃吸収用パイプ
部材４３の先端部材４６との連結部分においては、切り
欠き部４３ａが下部に配置されており、１本だけである
が、左右対称な構成とされている。なお、前記先端部材
４６は先端のカバー４７内に位置している。また、前記
実施例１，２と同様に、本例の場合も、対称に配置され
た２つの衝撃吸収用パイプ部材によって、衝突部材を支
持するようにしてもよいのはもちろんである。
【００４２】このようにすれば、先頭車両同士の正面衝
突時には、先端部材４６が相手車両の先端部材４６と衝
突するので、それによって衝撃吸収用パイプ部材４３が
蛇腹変形して、衝突エネルギが吸収され、他部の破損が
回避される。なお、相手車両も同様の構成とされ、衝撃
吸収用パイプ部材および先端部材を備えている。
突時には、先端部材４６が相手車両の先端部材４６と衝
突するので、それによって衝撃吸収用パイプ部材４３が
蛇腹変形して、衝突エネルギが吸収され、他部の破損が
回避される。なお、相手車両も同様の構成とされ、衝撃
吸収用パイプ部材および先端部材を備えている。
【００４３】
【発明の効果】この発明は、以上に説明したように実施
され、以下に述べるような効果を奏する。
され、以下に述べるような効果を奏する。
【００４４】請求項１の発明は、車両前後方向の荷重が
作用する衝突時に、最初に変形する衝撃吸収部材の前端
部に切り欠き部を形成し、開断面としているので、前端
部を変形しやすくして、蛇腹変形が生じるための初期荷
重のピークを小さくし、その前端部の変形をトリガーと
してそれに続く蛇腹変形も起こりやすくして、それに続
く荷重のピークも小さくして、無理なく蛇腹変形が生ず
るようになり、衝突エネルギが効率よく吸収することが
できる。すなわち、衝突初期の荷重のピークとそれに続
く荷重のピークを小さくほぼ同じ程度の大きさにし、一
定の反力が維持できるため、急激な衝撃荷重の立ち上が
りがなく、乗員に作用する衝撃を緩和することができ
る。特に、衝撃吸収部材として、断面寸法および板厚が
一定で、内側にリブのない単純な角筒形状のパイプ材で
ある衝撃吸収部材に切り欠き部を設ける構造であるた
め、製造が容易で、低コストである。
作用する衝突時に、最初に変形する衝撃吸収部材の前端
部に切り欠き部を形成し、開断面としているので、前端
部を変形しやすくして、蛇腹変形が生じるための初期荷
重のピークを小さくし、その前端部の変形をトリガーと
してそれに続く蛇腹変形も起こりやすくして、それに続
く荷重のピークも小さくして、無理なく蛇腹変形が生ず
るようになり、衝突エネルギが効率よく吸収することが
できる。すなわち、衝突初期の荷重のピークとそれに続
く荷重のピークを小さくほぼ同じ程度の大きさにし、一
定の反力が維持できるため、急激な衝撃荷重の立ち上が
りがなく、乗員に作用する衝撃を緩和することができ
る。特に、衝撃吸収部材として、断面寸法および板厚が
一定で、内側にリブのない単純な角筒形状のパイプ材で
ある衝撃吸収部材に切り欠き部を設ける構造であるた
め、製造が容易で、低コストである。
【００４５】請求項２に記載のように、複数個の衝撃吸
収部材を、それらが上下および左右対称になるように配
置しているので、衝撃吸収部材の前端部に車両進行方向
の衝撃荷重をバランスよく作用させ、衝撃吸収部材を倒
すことなく、蛇腹変形を引き起こすようにすることがで
きる。
収部材を、それらが上下および左右対称になるように配
置しているので、衝撃吸収部材の前端部に車両進行方向
の衝撃荷重をバランスよく作用させ、衝撃吸収部材を倒
すことなく、蛇腹変形を引き起こすようにすることがで
きる。
【００４６】請求項３に記載のように、車両の連結器
に、車両相互間に生じる衝撃を吸収緩和するゴム緩衝器
を連結し、前記ゴム緩衝器の後端に衝撃吸収部材の前端
部を連結し、それの後端部を車体台枠に取り付けられる
枠フレームに連結しているので、衝突エネルギが小さい
場合には、ゴム緩衝器によって衝突エネルギを吸収し、
衝突エネルギが大きい場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変
形によって吸収することができる。
に、車両相互間に生じる衝撃を吸収緩和するゴム緩衝器
を連結し、前記ゴム緩衝器の後端に衝撃吸収部材の前端
部を連結し、それの後端部を車体台枠に取り付けられる
枠フレームに連結しているので、衝突エネルギが小さい
場合には、ゴム緩衝器によって衝突エネルギを吸収し、
衝突エネルギが大きい場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変
形によって吸収することができる。
【００４７】請求項４に記載のように、前記衝撃吸収部
材は、走行中にレール上の障害物を排除する排障板の後
側に衝撃吸収部材を配置し、その後端部を、車体台枠に
支持装置を介して連結するようにすれば、走行中にレー
ル上の障害物を排除する排障板に必要以上の衝突エネル
ギが作用した場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変形によっ
て吸収することができる。
材は、走行中にレール上の障害物を排除する排障板の後
側に衝撃吸収部材を配置し、その後端部を、車体台枠に
支持装置を介して連結するようにすれば、走行中にレー
ル上の障害物を排除する排障板に必要以上の衝突エネル
ギが作用した場合には、衝撃吸収部材の蛇腹変形によっ
て吸収することができる。
【００４８】請求項５に記載のように、車体台枠に取り
付けられ連結器より後方でかつ排障板より前方まで延び
る支持装置の前端に、前記連結器より前方まで延び前端
部に衝突部材が設けられている衝撃吸収部材の後端部を
連結するようにすれば、先頭車両において、衝突時に、
衝撃吸収部材の蛇腹変形によって衝突エネルギを吸収緩
和することができ、連結器の破損を防止することができ
る。
付けられ連結器より後方でかつ排障板より前方まで延び
る支持装置の前端に、前記連結器より前方まで延び前端
部に衝突部材が設けられている衝撃吸収部材の後端部を
連結するようにすれば、先頭車両において、衝突時に、
衝撃吸収部材の蛇腹変形によって衝突エネルギを吸収緩
和することができ、連結器の破損を防止することができ
る。
【図１】本発明に係る車両の衝突エネルギ吸収構造に用
いられる衝撃吸収部材の前端部を示す斜視図である。
いられる衝撃吸収部材の前端部を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る衝撃吸収部材に作用する変位と荷
重との関係を、コンピュータによるシミレーション解析
を行った結果を示す図である。
重との関係を、コンピュータによるシミレーション解析
を行った結果を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ本発明に係る衝撃吸
収部材の前端部の変形モードを模式的に示す説明図であ
る。
収部材の前端部の変形モードを模式的に示す説明図であ
る。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ衝撃吸収部材の切り
欠き部の大きさによる初期荷重への影響について、コン
ピュータによるシミレーション解析を行った結果を示す
図である。
欠き部の大きさによる初期荷重への影響について、コン
ピュータによるシミレーション解析を行った結果を示す
図である。
【図５】本発明に係る車両の衝突エネルギ吸収構造を、
鉄道車両の連結装置に適用した例の側面図である。
鉄道車両の連結装置に適用した例の側面図である。
【図６】同平面図である。
【図７】本発明に係る車両の衝突エネルギ吸収構造を、
鉄道車両の先頭車両の排障装置に適用した例の側面図で
ある。
鉄道車両の先頭車両の排障装置に適用した例の側面図で
ある。
【図８】同平面図である。
【図９】本発明に係る車両の衝突エネルギ吸収構造を、
鉄道車両の先頭車両の前頭部に取り付けた例の側面図で
ある。
鉄道車両の先頭車両の前頭部に取り付けた例の側面図で
ある。
【図１０】同平面図である。
１ 衝撃吸収用パイプ部材（衝撃吸収部材） １ａ 切り欠き部 １Ａ〜１Ｄ 面板部 １Ｌ，１Ｒ 衝撃吸収用パイプ部材 １１ ゴム緩衝器 １８ 連結器 １９ 車体台枠 ３１ 排障板 ３２ 車体台枠 ３３ 衝撃吸収用パイプ部材 ３３ａ 切り欠き部 ３３ｂ 結合部材 ３４ 支持装置 ４１ 連結器 ４２ 排障板 ４３ 衝撃吸収用パイプ部材 ４３ａ 切り欠き部 ４４ 支持装置 ４５ 支持パイプ部材 ４６ 先端部材
Claims (5)
- 【請求項１】 ４つの面板部を有する角筒状の衝撃吸収
部材を車体前後方向に配設し、前記衝撃吸収部材によっ
て車体前後方向の衝突荷重を受けさせ、蛇腹状に座屈変
形させることで衝突エネルギを吸収する車両の衝突エネ
ルギ吸収構造であって、 前記衝撃吸収部材の前端部の左右両側のうちの一方また
は上下両側のうち一方に、切り欠き部が形成されてお
り、 前記切り欠き部は、４つの面板部のうちいずれか１つの
面板部を中心としてその両側の面板部を含む３つの面板
部の一部に形成されていることを特徴とする車両の衝突
エネルギ吸収構造。 - 【請求項２】 前記衝撃吸収部材は、複数個設けられて
おり、それらが上下対称または左右対称に配置されてい
る請求項１記載の車両の衝突エネルギ吸収構造。 - 【請求項３】 車両の連結器に連結され車両相互間に生
じる衝撃を吸収緩和するゴム緩衝器を備え、 前記衝撃吸収部材は、前端部が前記ゴム緩衝器の後端に
連結され、後端部が車体台枠に取り付けられる枠フレー
ムに連結されている請求項１または２記載の車両の衝突
エネルギ吸収構造。 - 【請求項４】 前記衝撃吸収部材は、走行中にレール上
の障害物を排除する排障板の後側に配設され、その後端
部が、車体台枠に取り付けられる支持装置に連結されて
いる請求項１または２記載の車両の衝突エネルギ吸収構
造。 - 【請求項５】 車体台枠に取り付けられ連結器より後方
でかつ排障板より前方まで延びる支持装置を有し、 前記支持装置の前端に後端部が前記衝撃吸収部材が連結
され、前記衝撃吸収部材は、前記連結器より前方まで延
び前端部に衝突部材が設けられている請求項１または２
記載の車両の衝突エネルギ吸収構造。
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