JP2007210441A - Energy absorbing material and transportation equipment with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体と衝突した際に衝突により生じるエネルギを吸収するエネルギ吸収材、及びエネルギ吸収材を備えた車両等の輸送機器に関する。 The present invention relates to an energy absorbing material that absorbs energy generated by a collision when colliding with an object, and a transportation device such as a vehicle including the energy absorbing material.
鉄道車両、道路車両などに代表される輸送機器では、運行中に予期しない物体との衝突が生じる可能性がある。このため、仮に車両が物体と衝突した場合でも、この物体との衝突の衝撃から輸送機器に搭乗している乗員・乗客を保護するために、輸送機器の構造物の一部を積極的に変形させることにより衝突のエネルギを吸収する概念が存在する。 In transportation equipment represented by railway vehicles, road vehicles, etc., there is a possibility that an unexpected collision with an object may occur during operation. For this reason, even if a vehicle collides with an object, a part of the structure of the transport equipment is actively deformed in order to protect passengers / passengers on the transport equipment from the impact of the collision with the object. There is a concept that absorbs the energy of the collision by doing so.
即ち、乗員・乗客が搭乗しており物体との衝突時に輸送機器の構造物が潰れないことを目的とした空間(以後、サバイバルゾーンと呼ぶ)と、物体との衝突時に輸送機器の構造物を積極的に変形させて衝突のエネルギを吸収する空間(以後、クラッシャブルゾーンと呼ぶ)を分離して輸送機器の構造物に設けるという概念である。 In other words, a space (hereinafter referred to as a survival zone) intended to prevent the structure of the transportation equipment from collapsing when an occupant / passenger is in collision with the object, and a structure of the transportation equipment at the time of collision with the object. It is a concept that a space (hereinafter referred to as a “crushable zone”) that positively deforms and absorbs the energy of collision is separated and provided in the structure of the transportation equipment.
鉄道車両を例に挙げると、クラッシャブルゾーンは、主に衝突によるエネルギ吸収構造と梁構造という二つの構造に分類できる。前記エネルギ吸収構造とは衝突時に車体に作用する衝突のエネルギの大部分を吸収する構造であり、主にエネルギ吸収材により構成される。また、梁構造とはエネルギ吸収構造やクラッシャブルゾーンに付属する内装構造を支持する構造である。 Taking a railway vehicle as an example, the crushable zone can be classified into two structures, an energy absorption structure mainly due to a collision and a beam structure. The energy absorbing structure is a structure that absorbs most of the energy of the collision that acts on the vehicle body at the time of collision, and is mainly composed of an energy absorbing material. The beam structure is a structure that supports an energy absorbing structure or an interior structure attached to the crushable zone.
特許文献1は、鉄道車両が障害物と衝突した際に衝突のエネルギを吸収するエネルギ吸収材として、焼鈍したアルミ合金製中空押出形材を用いて効率よく衝突のエネルギを吸収する技術が開示されている。
上記特許文献1に開示されたエネルギ吸収材では、輸送機器が走行時に仮に障害物と衝突した場合を想定すると、衝突時にエネルギ吸収材が変形を開始する際に高いピーク荷重が生じることになる。即ち、輸送機器が障害物と衝突した際に輸送機器に作用する荷重は、障害物と接触を開始した直後に高いピーク荷重が作用し、その後はピーク荷重ほどの大きな荷重は発生しないが輸送機器が走行しているのでこの走行に伴って輸送機器に働く荷重によってエネルギ吸収材の圧壊が進む。このような特性を持つエネルギ吸収材では、障害物との接触開始時に生じる前記ピーク荷重が大きい場合ほど高い減速度が生じるため、衝突により作用するこの減速度を下げて乗員や乗客を保護する必要がある。
In the energy absorbing material disclosed in
本発明の目的は、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得る構造のエネルギ吸収材及びエネルギ吸収材を備えた輸送機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an energy absorbing material having a structure capable of greatly reducing the peak load caused by a collision even when the transportation device collides with an obstacle, and a transportation device including the energy absorbing material. is there.
本発明のエネルギ吸収材は、エネルギ吸収材を形成する長手方向中央領域の壁面部材を、外側面板と外側面板の内側に設置されその内周側に空間部を形成する内側面板とこれらの外側面板と内側面板との間に配設されて両者を接続する複数のリブ部材によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材を、その内周側に前記空間部と共通の空間部を形成する外側面板によって構成し、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とする。 The energy absorbing material of the present invention includes a wall member in the longitudinal central region forming the energy absorbing material, an inner side plate that is installed inside the outer side plate and the outer side plate, and that forms a space on the inner peripheral side thereof, and these outer side plates. The wall member of the longitudinal direction end part region which is arranged between the inner side plate and the inner side plate and connects the two is formed, and is shared with the space part on the inner peripheral side thereof. A plate member for closing the space portion formed on the inner peripheral side is provided on the wall surface member in the longitudinal direction end region forming the energy absorbing material.
また、本発明のエネルギ吸収材は、エネルギ吸収材を形成する長手方向の壁面部材を、その内周側に空間部を形成する外側面板によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材である外側面板に切り欠き部を形成させ、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とする。 In the energy absorbing material of the present invention, the longitudinal wall surface member that forms the energy absorbing material is constituted by an outer face plate that forms a space portion on the inner peripheral side thereof, and the longitudinal end region in which the energy absorbing material is formed. A notch is formed in the outer side plate that is the wall member of the wall, and a plate member that closes the space portion formed on the inner peripheral side is installed on the wall surface member in the longitudinal direction end region forming the energy absorbing material. Features.
本発明によれば、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得る構造のエネルギ吸収材及びエネルギ吸収材を備えた輸送機器が実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where transportation equipment collides with an obstacle, the transportation equipment provided with the energy absorption material of the structure which can reduce the peak load produced by collision significantly, and an energy absorption material is realizable.
次に、本発明の実施例であるエネルギ吸収材及び輸送機器について図面を参照して説明する。 Next, an energy absorbing material and a transportation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の一実施例を図1乃至図12を用いて説明する。 An embodiment in which the present invention is applied to a railway vehicle structure will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施例である鉄道車両構体の構造を示す斜視図である。図1において、鉄道車両構体1は、鉄道車両の屋根を形成する鉄道車両の車体長手方向に沿って配設された屋根構体2と、鉄道車両の車体長手方向に対してその両端を閉鎖する面を夫々形成する妻構体3と、鉄道車両の車体長手方向に沿って配設されて左右の側面を夫々形成する側構体4と、鉄道車両の床面を形成する鉄道車両の車体長手方向に沿って配設された台枠5とから構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a railway vehicle structure according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
前記左右の各側構体4の最下部で、且つ台枠5の両側端には、鉄道車両の車体長手方向に沿って側梁6が配設されている。また、左右の側構体4には窓13や出入口の開口14が夫々形成されている。
このような基本構造を持つ鉄道車両構体1は、障害物との衝突時に乗員・乗客の生命を保護するサバイバルゾーン10と、障害物との衝突時に生じる衝突エネルギを吸収するクラッシャブルゾーン11とに区分されて構成されている。
The
サバイバルゾーン10は、鉄道車両構体1を構成する車両の長手方向の中央に設置されている。クラッシャブルゾーン11は、鉄道車両構体1を構成する車両の長手方向の両端部に設置され、前記サバイバルゾーン10を両側から挟みこむように配置されている。本図では運転台を有さない車両を用いて構造を説明したが、運転台を有する車両でも鉄道車両構体1の基本的な構造およびクラッシャブルゾーン11とサバイバルゾーン10の相対的な配置は変わらない。
The
図2は、運転台を有する車両であって、鉄道車両構体1の車両の長手方向端部に設置されたクラッシャブルゾーン11の側面図を示す。クラッシャブルゾーン11を構成する主な部材として、梁部材40、運転台床50、外板60とエネルギ吸収材100を挙げることができる。
FIG. 2 is a vehicle having a driver's cab, and shows a side view of the
運転台を有するクラッシャブルゾーン11には、運転手が車両の進行方向の前方を確認するための窓70が、車両の先端部において高さ方向の中央部から上部にかけて位置するように配置されている。図中、鉄道車両の先端部の形状が丸みを帯びた曲面形状となる構造を例として示しているが、車両の先端部を実質的に平面形状で構成しても、本実施例は同様に適用可能である。
In the
クラッシャブルゾーン11を構成する構造体となる梁部材40は鉄道車両の先端部における両側の側面側と屋根側に沿って配設されており、運転台が設置される運転台床50は車両の先端部の床となるもので、前記サバイバルゾーン10の車両の運転台床50よりも高い位置に配設されている。
The
前記梁部材40と運転台床50はクラッシャブルゾーン11全体の通常運用に伴って生じる強度や振動に対応している。即ち、運転手や運転操作機器の質量や、通常運用中に作用する振動に対して強度的に十分耐えうる構造となっている。
The
外板60は窓70を除き鉄道車両の先端部のクラッシャブルゾーン11を覆うように取り付けられて、車両の外観および走行時の風圧を下げるものであり、車両の衝突時の挙動にはほとんど影響を及ぼさない。
The
鉄道車両のサバイバルゾーン10の床面を形成する台枠5の車両長手方向の端部にはクラッシャブルゾーン11に延在するエネルギ吸収材100が複数個設置されている。このエネルギ吸収材100は車両の台枠5よりも高い位置にある運転台床50の下部に位置するように配設されている。ここで、運転台の床高さに関しては、台枠5との相対的な高さにかかわらず、本実施例を適用するにあたっては全く問題とならない。
A plurality of
エネルギ吸収材100は、車両の長手方向に沿って車両の側面寄りの両側に夫々配置された前方に位置するエネルギ吸収材100aと、このエネルギ吸収材100aの後方に位置するエネルギ吸収材100bとから構成され、これらのエネルギ吸収材100a及びエネルギ吸収材100bが相互に連結された構造となっている。当該2個のエネルギ吸収材100a及びエネルギ吸収材100bは、サバイバルゾーン10を根元と考えれば、根元側のエネルギ吸収材100bの外形断面積が、先端側のエネルギ吸収材100aの外形断面積よりも大きくなるように形成されており、恰も竹の子や伸縮する望遠鏡のような外形形状である。各々のエネルギ吸収材100a、100bの車両長手方向の長さは、適宜決定すればよい。
The
エネルギ吸収材100a及びエネルギ吸収材100bを備えたエネルギ吸収材100と梁部材40とは、仮に車両が衝突した時に互いの変形を拘束しないような連結関係となっている。即ち、エネルギ吸収材100と梁部材40とを相互に結合させずに設置、或いは、車両のクラッシャブルゾーン11の強度からみて十分に弱い結合構造で配置しているものであり、車両が衝突した時に互いの変形を拘束しない程度の結合状態である。
The
エネルギ吸収材100a及び100bを備えたエネルギ吸収材100と運転台床50との連結関係も、前記エネルギ吸収材100と梁部材40との結合と同様に仮に車両が衝突した時に互いの変形を拘束しないような連結関係となっている。即ち、エネルギ吸収材100の後方のエネルギ吸収材100bは、ジグ105によってサバイバルゾーン10、又はクラッシャブルゾーン11に溶接又はボルト等によって連結される構造となっている。そして、前記エネルギ吸収材100bとジグ105との連結は、溶接やボルト等を用いて強固に相互に連結されている。
The connection relationship between the
エネルギ吸収材100の車両長手方向の先端部となる先方のエネルギ吸収材100aの先端部は、実質的に他の部材と連結されていない構造である。即ち、エネルギ吸収材100は仮に車両が衝突した際にエネルギー吸収材が単体で潰れる場合と同じように全体の変形モードを大きく変化させるような連結はされていない。
The front end portion of the
言い換えれば、車両の通常運用時に影響を及ぼす、或いは、車両の衝突時に変形モードがほとんど変わらないようなエネルギ吸収材100の連結は、本発明の実施例と同等の効果を有することになる。
In other words, the connection of the
図3は、図2に示した車両の運転台部分をレールの配設方向である車両の長手方向に沿って車両の進行方向から見た正面図を示す。図3において、車両全体の大部分は外板60によって覆われており、車両先端の正面の中央部分から上部にかけて窓70が存在する。そして、クラッシャブルゾーン11において、外板60に覆われた内側には、エネルギ吸収材100a及びエネルギ吸収材100bから構成されるエネルギ吸収材100と、運転台床50、及び梁部材40が存在している。運転台床50は台枠5よりも高い位置に存在し、2個配設された前記エネルギ吸収材100は車両の幅方向に関して車両の側面寄りの左右両側に対になって対称な位置に設置されている。
FIG. 3 shows a front view of the cab portion of the vehicle shown in FIG. 2 as viewed from the traveling direction of the vehicle along the longitudinal direction of the vehicle, which is the rail arrangement direction. In FIG. 3, most of the entire vehicle is covered with an
図4は、図2及び図3に示した車両の運転台部分を上方から見た上面図を示す。図4において、車両全体は外板60により覆われており、車両先端の正面に窓70が存在する。そして、クラッシャブルゾーン11において、外板60に覆われた内側には、エネルギ吸収材100a及びエネルギ吸収材100bから構成されるエネルギ吸収材100と、運転台床50、及び梁部材40が存在している。運転台床50のレールと直交する枕木方向の幅とレール方向の長さは、クラッシャブルゾーン11とほぼ等しい寸法である。梁部位40はクラッシャブルゾーン11の外郭の内側に沿った形態で配置されている。外板60は梁部材40に溶接等によって接続している。
FIG. 4 is a top view of the cab portion of the vehicle shown in FIGS. 2 and 3 as viewed from above. In FIG. 4, the entire vehicle is covered with an
エネルギ吸収材100は車両の幅方向に関して車両の側面寄りの左右両側に対になって対称な位置に設置されている。左右両側に配置されたエネルギ吸収部材100は、エネルギ吸収部材100が設置されているクラッシャブルゾーン11との境界となるサバイバルゾーン10の車両長手方向の端部からエネルギ吸収部材100の先端に至るまでの長さは同じサイズである。即ち、図3及び図4から理解できるように、左右対称の位置に設置されたエネルギ吸収材100は実質的に同一寸法、形状である。
The
図5は図2乃至図4に記載された本発明の一実施例にかかわる前方のエネルギ吸収材100aと、後方のエネルギ吸収材100bとから構成されるエネルギ吸収材100を斜視図で示したものである。図5において、エネルギ吸収材100を構成する直方体形状のエネルギ吸収材100a並びにエネルギ吸収材100bは、エネルギ吸収材100aの上面、下面、両側面の四辺が覆われて内部が空間部となっている中空押出形材120a及び前記空間部を塞いでいるエネルギ吸収材100aの長手方向端面であるふさぎ板110aによって、並びにエネルギ吸収材100bの上面、下面、両側面の四辺が覆われて内部が空間部となっている中空押出形材120b及び前記空間部を塞いでいるエネルギ吸収材100bの長手方向端面のふさぎ板110b、によって夫々構成されている。前記ふさぎ板110aと中空押出形材120a、及びふさぎ板110bと中空押出形材120b部材とは、溶接等の接合方法によって強固に接続されている。
FIG. 5 is a perspective view of the
エネルギ吸収材100aの車端側端部は、ふさぎ板110aと溶接等で連結している。前方のエネルギ吸収材100aを構成する中空押出形材120aは後方のエネルギ吸収材100bの一部を構成するふさぎ板110bに強固に接続されており、また、前記ふさぎ板110bはエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bに強固に接続されている。前記ふさぎ板110aの面積は、接続される中空押出形材120aの外形横面積よりも大きな面積となるように形成されており、また、中空押出形材120bと中空押出形材120aとが夫々接続されている前記ふさぎ板110bの面積は、接続される中空押出形材120a及び中空押出形材120bの外形横面積よりも大きな面積となるように形成されている。
The vehicle end side end of the
前記ふさぎ板110a及びふさぎ板110bのうち、ふさぎ板110bの面積を上記したように中空押出形材120a及び中空押出形材120bの外形横面積よりも大きな面積に形成させる理由は、仮に車両が障害物と衝突して衝突による荷重がエネルギ吸収材100a及び100bに作用した場合でも、この荷重を広い面積の中空押出形材120bで分散させて受けることにより、エネルギ吸収材100aの中空押出形材120a及びエネルギ吸収材100bの中空押出形材120bが衝突による荷重を受けた際に途中で折れ曲がったりすることを防止するためである。
The reason why the
図6はエネルギ吸収材100である直方体形状のエネルギ吸収材100a或いはエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120a或いは中空押出形材120bの斜視断面図を示す。図6において、エネルギ吸収材100a或いは100bは、上面、下面、両側面の四辺が板状の部材で覆われた中空押出形材120a或いは120bによって構成されており、これらの四辺の板状の部材で囲まれた中空押出形材120a或いは120bの内部は空間部となっている。
FIG. 6 is a perspective sectional view of the hollow
図7はエネルギ吸収材100であるエネルギ吸収材100a或いはエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120a或いは中空押出形材120bの断面図を示す。これらの中空押出形材120a或いは中空押出形材120bの壁面部材を構成する板部材は、二枚の実質的に平行に配設された外側の外側面板210b及び内側の内側面板210aと、これらの内側面板210a及び外側面板210bを相互に接続する斜めに配設された複数のリブ220によって構成されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the hollow
前記リブ220と内側面板210a及び外側面板210bによって囲まれる空間の幅方向断面の形状は、恰も三角形空間230をなすように前記リブ220が斜めに配設されている。前記中空押出形材120a或いは中空押出形材120bを形成するリブ220、内側面板210a及び外側面板210bの材料は、アルミニウム合金等の射出成形可能な軽合金で形成されている。
As for the shape of the cross section in the width direction of the space surrounded by the
尚、リブ220の配設方向は特に斜めに限定されるものではなく、リブ220と内側面板210a及び外側面板210bとの間に囲まれた空間を形成するものであれば良い。
The arrangement direction of the
図8は本発明の一実施例であるエネルギ吸収材100であるエネルギ吸収材100a或いはエネルギ吸収材100bの概略構造を示すものである。
FIG. 8 shows a schematic structure of an
また、図9及び図10は、図8に示したエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bのA−A断面、及びB−B断面の断面図を夫々示す。図8乃至図10において、エネルギ吸収材100aを構成する中空押出形材120aの断面構造も基本的にエネルギ吸収材100bと同様の構造であるので以降のエネルギ吸収材100aについての説明は省略し、エネルギ吸収材100bについてのみ説明する。
9 and 10 show cross-sectional views of the AA cross section and the B-B cross section of the hollow
図9は、図8のA−A断面におけるエネルギ吸収材100bの長手方向中間部の領域となる一般的な部分を構成する中空押出形材120bの断面図を示す。図10は、図8のB−B断面におけるエネルギ吸収材100bの長手方向端部の領域となる、ふさぎ板110bに近接した部分を構成する中空押出形材120bの断面図を示す。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of a hollow
図9に示した図8のA−A断面において、中空押出形材120bを形成する壁面部材の断面形状は、外側の外壁面を構成する外側面板210b、内側の内壁面を構成する内側面板210a及びこれらの外側面板210b及び内側面板210aとを相互に連結する斜めに配設されたリブ220によって構成されている。これらの壁部材の構造は、壁部材を製造する押出し成形の際に成形された壁部材の断面形状と同じである。
In the AA cross section of FIG. 8 shown in FIG. 9, the cross-sectional shape of the wall member forming the hollow
図10に示した図8のB−B断面において、中空押出形材120bを形成する壁面部材の断面形状は、外側の外壁面を構成する外側面板210bのみにより構成されている。断面B−Bにおいては、断面A−Aで存在した内側の内壁面を構成する内側面板210a及びリブ220は取り除かれて存在していない。このため、ふさぎ板110bと中空押出形材120bとの連結は、中空押出形材120bの壁部材となる外側の外壁面を構成する面板210bのみとふさぎ板110bとが連結した構造となっている。図10では、取り除かれている内側面板210aとリブ220の位置を参考のために点線で示している。
In the BB cross section of FIG. 8 shown in FIG. 10, the cross-sectional shape of the wall surface member forming the hollow
後述する図11及び図12では、図8に示したエネルギ吸収材100bの断面A−Aにおける断面形状と同じ断面形状を有する押出し成形によって成形されたエネルギ吸収材100bの中空押出形材120bの長手方向中間部を一般断面部250と称して説明する。一方、エネルギ吸収材100bの断面B−Bにおける断面形状と同じ断面形状を有する面板210aおよびリブ220を削除した中空押出形材120bの長手方向端部を加工断面部260と称して説明する。
11 and 12, which will be described later, the longitudinal direction of the hollow
図11は前記エネルギ吸収材100bの側面図であり、エネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bの長手方向中間部の領域である衝突によりエネルギ吸収材100bが変形を開始した場合に断面積が該長手方向に一様な一般断面部250の領域と、その長手方向端部の領域である加工断面部260の範囲を示している。加工断面部260は、エネルギ吸収材100bのふさぎ板110b及びジグ105に隣接する領域に設けられる。一般断面部250は、ふさぎ板110bおよびジグ105に隣接しない領域に設けられて、エネルギ吸収材100bの中空押出形材120bにおいて、恰も加工断面部260に挟まれるような領域となる。加工断面部260と一般断面部250の長さの比率は、目的に応じて適宜適当な値とすればよい。
FIG. 11 is a side view of the
図12は直方体形状のエネルギ吸収材100bの斜視図であり、エネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bの長手方向端部である加工断面部260では、中空押出形材120bの外側面板210bのみが存在しており、内側面板210a及びリブ220は削除されている。
FIG. 12 is a perspective view of a rectangular parallelepiped
図11及び図12に示した前記エネルギ吸収材100bの構成において、中空押出形材120bの長手方向端部である加工断面部260は、中空押出形材120bの長手方向中間部である一般断面部250と比較して中空押出形材120bの断面積が小さくなる。このため、仮に車両が障害物と衝突して作用する荷重によってエネルギ吸収材100bが変形を開始した場合に、断面積が小さい加工断面部260の領域の中空押出形材120bにて変形が最初に生じる。この加工断面部260の領域の中空押出形材120bの構造は、外側面板210bである一枚の板のみで構成されているので、中空押出形材120bが変形を開始する荷重を小さくすることができる。
In the configuration of the
即ち、中空押出形材120bの長手方向中間部である一般断面部250の領域の中空押出形材120bの壁面部材は複雑な断面形状をしているので、これら複雑な断面形状を有する壁面部材である外側面板210b、内側面板210a及びリブ220の各部材が相互に働いて作用する荷重を負担するので、中空押出形材120bが変形するために要する荷重は大きくならざるを得ない。
That is, since the wall surface member of the hollow
これに対して前述したように、中空押出形材120bの長手方向端部である加工断面部260の領域の中空押出形材120bにおいては、一枚の板の外側面板210bのみで壁面部材が構成されているので、中空押出形材120bが変形を開始する荷重を小さくすることがでる。
On the other hand, as described above, in the hollow
この状況を表したのが図15に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との関係を模式的に示した特性図である。図15において、仮に輸送車両が障害物と衝突して衝突による荷重が輸送車両に作用してエネルギ吸収材100bが変形を開始した場合に、一般断面部250の中空押出形材120bが変形を開始するよりも小さな荷重で加工断面部260の領域の中空押出形材120bが変形を開始する。この結果、本実施例のエネルギ吸収材100bでは衝突により発生するピーク荷重は、実線で示したように衝突直後のピーク荷重が低くなった特性となり、破線で示す中空押出形材120bが全長に亘って一般断面部250のみで形成されたエネルギ吸収材によるピーク荷重と比べて衝突により発生するピーク荷重を低い値に抑制できる。
This situation is represented by a characteristic diagram schematically showing the relationship between the amount of collapse of the energy absorbing material shown in FIG. 15 and the load acting on the transport vehicle. In FIG. 15, if the transportation vehicle collides with an obstacle and a load due to the collision acts on the transportation vehicle and the
従って、上記した本実施例によれば、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できる。 Therefore, according to the above-described embodiment, even if the transportation device collides with an obstacle, the energy absorbing material and the transportation device that can significantly reduce the peak load caused by the collision by the energy absorbing material having the above configuration. Can be realized.
更に、前記加工断面部260の領域の中空押出形材120bにおいては、ふさぎ板110又はジグ105と該中空押出形材120bとを強固に接続する溶接によって溶接変形が生じているので、この溶接変形による初期変形によって中空押出形材120bが変形を開始する荷重が更に小さくなる。
Further, in the hollow
以上説明した理由から明らかなように、中空押出形材120bの長手方向端部である加工断面部260の領域における中空押出形材120bが変形を開始する荷重は小さくなるので、仮に車両が障害物と衝突して衝突による荷重がエネルギ吸収材100a及び100bに作用した場合でも、この衝突による荷重によりエネルギ吸収材100a及び100bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図15に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となる。
As is clear from the above-described reason, the load at which the hollow
上記実施例では、中空押出形材120bの長手方向端部である加工断面部260の領域の中空押出形材120bの壁面部材の構造体として、中空押出形材120bの長手方向中間部である一般断面部250の領域の中空押出形材120bの壁面部材の構造体から内側面板210a及びリブ220を削除した外側面板210bのみの構造の例を示したが、リブ220、内側面板210a、外側面板220bの何れか1つの部材、或いは2つの部材を適宜組み合わせて削除することによっても、同等の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the structure of the wall member of the hollow
図13は本発明の第2の実施例であるエネルギ吸収材100bを示すものであり、本実施例のエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bの斜視断面図を示している。
FIG. 13 shows an
図13において、直方体形状のエネルギ吸収材100bを構成する前記中空押出形材120bは、外側面板210bと、内側面板210aと、これらの外側面板210bと内側面板210aとを接続する複数のリブ220とによって形成されている。そして、エネルギ吸収材100bの内側には空間部が形成され、この空間部を閉塞するエネルギ吸収材100bの長手方向端部にはふさぎ板110b、若しくはジグ105が取り付けられているが本図では省略している。エネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bの長手方向中間部の領域には、衝突によりエネルギ吸収材100bが変形を開始した場合に断面積が該長手方向に一様な一般断面部250の領域を形成し、中空押出形材120bの長手方向端部の領域には加工断面部260の領域が形成されている。
In FIG. 13, the hollow
中空押出形材200bのジグ105又はふさぎ板105と隣接する部分である前記中空押出形材200bの外面を構成する外側面板210bの長手方向端部の領域、或いは外側面板210bから内側面板210aとリブ220とにかけての中空押出形材200bの長手方向端部の領域となる加工断面部260の領域には、衝突によりエネルギ吸収材100bが変形を開始した場合に断面積が小さくなるように、板厚方向に同じ投影面積となるように共通の切り欠き部270が形成されている。
The region of the longitudinal end portion of the
上記した構成の実施例のエネルギ吸収材100bにおいては、加工断面部260の領域での外側面板210b、内側面板210a及びリブ220を切り欠いた切り欠き部270を含む横断面におけるエネルギ吸収材100bの長手方向端部の断面積は、中空押出形材120bの長手方向中間部の領域である一般断面部250の断面積と比較して小さくなっているので、仮に障害物と衝突した際には切り欠き部270を含む横断面の部分から変形を開始するように制御できる。
In the
この結果、上記した本実施例においても、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合には前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突による荷重によりエネルギ吸収材100bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図15に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となるので、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できるという効果を奏する。
As a result, also in the above-described embodiment, if the transportation device collides with an obstacle, the energy absorbing material having the above configuration acts on the vehicle body that works when the
図14は本発明の第3の実施例であるエネルギ吸収材100bを示すものであり、本実施例のエネルギ吸収材100bを構成する中空押出形材120bの斜視図を示している。
FIG. 14 shows an
図14において、直方体形状のエネルギ吸収材100bを構成する前記中空押出形材120b2は外面を構成する外側面板210bのみによって形成されている。そして、この外側面板210bの内側には空間部が形成され、この空間部を閉塞するエネルギ吸収材100bの長手方向端部にはふさぎ板110b、若しくはジグ105が取り付けられている。
In FIG. 14, the hollow extruded shape member 120b2 constituting the rectangular parallelepiped
上記した構成の実施例のエネルギ吸収材100bにおいては、加工断面部260の領域となる外側面板210bと、この外側面板210bの長手方向端部の一部を切り欠いた切り欠き部270を含む加工断面部260の領域での横断面におけるエネルギ吸収材100bの長手方向端部の断面積は、中空押出形材120bの長手方向中間部の領域である一般断面部250の断面積と比較して更に小さくなり、仮に障害物と衝突した際には加工断面部260の領域の切り欠き部270を含む横断面の部分から変形を開始するように制御できる。また、加工断面部260の領域では断面積が小さくなっているので圧壊開始時のピーク荷重も小さくできる。
In the
この結果、上記した本実施例においても、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合には前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突による荷重によりエネルギ吸収材100bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図15に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となるので、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できるという効果を奏する。
As a result, also in the above-described embodiment, if the transportation device collides with an obstacle, the energy absorbing material having the above configuration acts on the vehicle body that works when the
本発明は、エネルギ吸収材、並びにエネルギ吸収材を備えた輸送機器に適用可能である。 The present invention is applicable to an energy absorbing material and a transportation device including the energy absorbing material.
1:鉄道車両構体、2:屋根構体、3:妻構体、4:側構体、5:台枠、6:側梁、10:サバイバルゾーン、11:クラッシャブルゾーン、40:梁部材、50:運転台床、60:外板、70:窓、100、100a、100b:エネルギ吸収材、105:ジグ、110a、110b:ふさぎ板、120a、120b、120b2:中空押出形材、210a:内側面板、210b、210b:外側面板、220:リブ、230:結節点、250:一般断面部、260:加工断面部。
1: Railcar structure, 2: Roof structure, 3: Wife structure, 4: Side structure, 5: Underframe, 6: Side beam, 10: Survival zone, 11: Crashable zone, 40: Beam member, 50: Driving Base plate, 60: outer plate, 70: window, 100, 100a, 100b: energy absorbing material, 105: jig, 110a, 110b: cover plate, 120a, 120b, 120b2: hollow extruded profile, 210a: inner side plate,
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- 2006-02-09 JP JP2006032297A patent/JP2007210441A/en active Pending
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