JP2007326551A - 衝突エネルギー吸収装置及びそれを備えた軌条車両 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突時にエネルギー吸収体の全体座屈を防止してエネルギー吸収体を安定的且つ効率良く圧壊させて、特に鉄道車両等の軌条車両に適用した場合に車体本体や乗客等への負担を軽減可能な衝突エネルギー吸収装置及びそれを備えた軌条車両を提供する。
【解決手段】衝突エネルギー吸収装置５０（５０ａ）は、衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収する複数のエネルギー吸収体５１〜５３を備えている。エネルギー吸収体５１〜５３は、衝突時に車体の前後方向である圧壊方向に小刻みな座屈を生じながら圧壊するが、圧壊方向の移動は案内筒５９を介して、車体に設けられたスライドガイドであるガイド筒板６０に案内される。したがって、エネルギー吸収体５１〜５３は全体座屈を生じることなく、安定的に且つ効率良く圧壊されていき、衝突エネルギーを十分に吸収することができる。
【選択図】図８

Description

この発明は、特に、鉄道車両やモノレール車両のような軌条車両に適用され、障害物等に衝突したときに受ける衝撃を緩和するために備えられる衝突エネルギー吸収装置及びそれを備えた軌条車両に関する。

鉄道車両に代表される軌条車両では、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。鉄道車両を例として過去の衝突事例を挙げると、予期せず衝突する物体としては、道路車両、樹木や鉄道車両などの大型のものから、石、雪塊や対向車両の部品といった小型のものまでその種類はさまざまである。

ここで、鉄道車両が大きな物体と衝突した場合を考える。大きな物体と衝突した場合、この物体との衝突により鉄道車両には大きな衝撃が作用することになる。この衝撃から、鉄道車両に搭乗している乗員・乗客を保護するために、鉄道車両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ーを吸収する概念が存在する。即ち、鉄道車両の構造物に、乗員・乗客が搭乗しており物体との衝突時に鉄道車両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、物体との衝突時に鉄道車両の構造物を積極的に変形させて衝突のエネルギーを吸収する空間（以後、「クラッシャブルゾーン」と呼ぶ）とを分離して設けるという概念である。

続いて、鉄道車両が小さな物体と衝突した場合を考える。即ち、対向列車が走行風により巻上げた石や雪塊、対向車両の部品などが先頭部前面に衝突する場合などである。このような小型の飛来物と衝突した場合、飛来物に対して車両のほうが圧倒的に大きな質量を持つので、車体には大きな衝撃は作用しない。しかし、飛来物が車体構造を貫通し、搭乗している運転手や乗客に被害を与える可能性が考えられる。そこで、小さな飛来物との衝突に関しては、上述したようにエネルギーを吸収するのではなく、運転手が搭乗する空間の車両端部側に強固な構造物を配し、飛来物の侵入を防ぐ構造が用いられる。搭乗する運転手の生命を守ることを目的として、飛来物が運転室内に侵入しないように配置する防御板を飛来物防御板と呼ぶ。

鉄道車両の車体は、台枠、二つの側構体、屋根構体及び二つの妻構体から構成されている。前記台枠には、中梁や側梁が取り付けられており、強固な剛性を備えている。台枠の下部には、配線や配管が取り付けられている。軌条車両、特に編成された鉄道車両においては、複数の車両を連結しているので、衝突した場合には、編成車両内の車体と車体との衝突をも考慮する必要がある。鉄道車両の台枠は、強固に製作されている。このため、編成車両の先頭又は後尾に位置する車両（以下、両方の場合を含めて「先頭車両」という。）の衝突によって、編成車両内の車体同士が衝突するときには、台枠同士が衝突する。台枠同士が衝突しても、台枠は強固なために潰れることはなく、衝撃を緩和できない。

そこで、先頭車両は勿論のこと、編成車両の連結された各車体同士の間においても、衝突エネルギー吸収装置を備えた鉄道車両が提案されている。前記衝突エネルギー吸収装置は、座屈を起こさせることにより衝突エネルギーを吸収して、乗客への衝突の影響を緩和させる装置である。先頭車両について、その先頭部に、前記衝突エネルギー吸収装置を設けて、衝突時に生じる衝撃エネルギーをその変形によって吸収する鉄道車両の構造が提案されている（特許文献１）。この衝突エネルギー吸収装置（緩和装置）は、衝撃力の作用方向に対して垂直な面内に三角形を有するエレメントやハニカムパネル等から構成されている。前記緩和装置は、衝撃力の作用方向に対して並列に、また衝撃力の作用方向に沿って複数に配置される。

本出願人は、衝突時の衝撃を座屈変形によって吸収する衝撃緩和機構を備えた軌条車両を提案している（特許文献２）。前記衝撃緩和機構は、並行する二枚の板材をトラスで連結した、四角筒状の断面形状を有し、所謂、ダブルスキンの中空形材で形成されており、軸方向に所定の長さ寸法を有している。
更に、前記軌条車両の少なくとも台枠において、車体長手方向の両端を構成する部材の材料として、台枠の長手方向の中央側の部材の材料に比べて柔らかい材料で構成することを提案している。この軌条車両においては、車体の形状を殆ど変更することなく、突然の車両衝突事故等に際しても、乗客・乗員への衝撃の影響を可能な限り減少・緩和し、安全性の向上を図っている。

また、本出願人は、四角筒状の形式を有する衝撃吸収構造体の角部の剛性が他の部分と比較して高くなりすぎていることに注目した。そして、前記衝撃吸収構造体の四角筒状の角部において、稜線近傍のトラスを設けない構造に改良した。衝撃吸収構造体の角部の剛性を他の部分よりも低下させることにより、衝突時のピーク荷重を低下させて衝撃吸収特性を向上することを提案している（特許文献３）。

また、本出願人は、四枚の板材を溶接等によって接合した上記のような四角筒状の形式を有する衝撃吸収構造体を提案している（特許文献４）。前記衝撃吸収構造体は、四角筒状の内部の空間内に複数枚の補強用の板材を長手方向に間隔を置いて溶接して取り付けた構造となっている。前記衝撃吸収構造体が座屈することで衝撃を吸収する。四角筒状の前記衝撃吸収構造体が座屈して衝撃を吸収するときに、補強用の板材が過大な変形を伴う座屈を防ぎ、エネルギー吸収特性の向上を図っている。

更に、本出願人は、四枚のアルミニウム合金製の中空形材を、同じ添加剤を用いる溶接等によって角部になる部分で接合して四角筒状の形式を有する衝撃吸収構造体を提案している（特許文献５）。各中空形材においては、外板と内とがトラスで結合される。中空形材と溶接部とが同じアルミニウム合金材で形成されているので、衝撃時に各部が均一に圧縮変形することで、衝撃吸収特性の向上を図っている。

更に、また、本出願人は、少なくとも台枠において、車体長手方向に沿った部材同士を摩擦攪拌溶接で接合することにより、摩擦攪拌処理の部分の金属組織が微細になってエネルギー吸収値が高くなり、衝突エネルギーに対して弱いとされる溶接部分での衝撃吸収性を向上することを図っている（特許文献６）。
特開平７−１８６９５１号公報 特許第３７２５０４３号公報 特開２００５−７５２５５号公報 特開２００５−７５２５６号公報 特開２００５−７５２９３号公報 特許第３７２５０５７号公報

衝突エネルギー吸収装置及びそれを備えた軌条車両において、当該衝突エネルギー吸収装置の衝突によって生じる変形（歪）と力（応力）の積が、吸収エネルギー（仕事）に相当する。衝突エネルギー吸収装置を構成するエネルギー吸収体が細長い場合には、エネルギー吸収体は、衝突時に衝撃荷重の作用によって中間部分で折れるように屈曲する全体座屈を生じやすいという問題がある。エネルギー吸収体が全体座屈をしたときにはエネルギーの吸収が十分ではない。特に、鉄道車両のような軌条車両に適用される場合には、乗客や乗務員に大きな衝撃を及ぼし、好ましくない。そこで、衝突時にエネルギー吸収体の全体座屈を防止してエネルギー吸収体を安定的且つ効率良く圧壊させて、十分に衝突エネルギー吸収を行う点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、衝突時に衝突エネルギー吸収装置を構成するエネルギー吸収体の全体座屈を防止してエネルギー吸収体を安定的且つ効率良く圧壊させることができる衝突エネルギー吸収装置、特に鉄道車両のような軌条車両に適用される場合に、乗客や乗務員或いは車体本体への負担を軽減することができる衝突エネルギー吸収装置及びそれを備えた軌条車両を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による衝突エネルギー吸収装置は、衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を備えており、前記エネルギー吸収体がその圧壊時に生じる圧壊方向への変位をスライドガイドによって案内したこと、を特徴としている。また、この発明による衝突エネルギー吸収装置を備えた軌条車両は、衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を有する衝突エネルギー吸収装置を備えており、前記エネルギー吸収体がその圧壊時に生じる圧壊方向への変位を車体に設けられたスライドガイドによって案内したこと、を特徴としている。更に、この発明による衝突エネルギー吸収装置を備えた軌条車両は、編成車両の先頭又は後尾に位置する軌条車両であって、前記軌条車両の先頭領域の車体幅方向の両側位置に、それぞれ衝突エネルギー吸収装置を備え、前記衝突エネルギー吸収装置は、その圧壊方向を前記軌条車両の車体長手方向に揃えた複数のエネルギー吸収体を有しており、前記複数のエネルギー吸収体は連結部材によって互いに連結されており、前記連結部材が前記先頭領域においてスライドガイドによって案内されていること、を特徴としている。

この衝突エネルギー吸収装置によれば、エネルギー吸収体による衝突エネルギー吸収作動時に、エネルギー吸収体の圧壊方向の変位をスライドガイドで案内している。このため、エネルギー吸収体は全体座屈を生じることなく、安定的に且つ効率良く小刻みな座屈によって圧壊することになる。したがって、前記エネルギー吸収体は衝突エネルギーを十分に吸収することが可能である。また、この発明による衝突エネルギー吸収装置を備えた軌条車両によれば、軌条車両の衝突時にはエネルギー吸収体が衝突エネルギーを吸収作動するが、このときにエネルギー吸収体の圧壊方向の変位が車体に設けられたスライドガイドで案内されるので、エネルギー吸収体は全体座屈を生じることなく安定的に且つ効率良く小刻みな座屈によって圧壊する。したがって、エネルギー吸収体は衝突エネルギーを十分に吸収することができる。また、軌条車両が編成車両の先頭又は後尾に位置する先頭車両であるときには、衝突時の衝撃が大きい可能性が高いが、複数のエネルギー吸収体を互いに連結する連結部材が先頭領域においてスライドガイドによって車両本体の構成部分に対して案内されているので、先頭車両において、エネルギー吸収体がスライドガイドの案内作用によって全体座屈を生じることがなく蛇腹状に小刻みに座屈を繰り返して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

この発明は、上記のように構成されているので、衝突エネルギー吸収装置を構成するエネルギー吸収体は、圧壊方向の変位がスライドガイドで案内され、エネルギー吸収体は全体座屈を生じることなく、安定的に且つ効率良く圧壊していく。したがって、衝突エネルギーはエネルギー吸収体によって十分に吸収され、特に、鉄道車両等の先頭車両のような軌条車両に適用される場合には、衝撃時における乗客や乗務員或いは車体本体への負担（衝撃力）を軽減することができる。

図１〜図７には、第一の実施形態として、本発明による衝突エネルギー吸収装置及びそれが適用されている軌条車両としての中間車両の一例が示されている。中間車両については、衝突エネルギー吸収装置が取り付けられている端部構造が図示されている。

本発明による衝突エネルギー吸収装置は、鉄道車両の先頭車両のみならず、列車編成の中間車両においても、それらの端部に適用可能である。編成車両は前後の先頭車と所要数の中間車とからなる。例えば、先頭車両（最後尾車両の場合も含む）が障害物や他の車両等と衝突した時には、先頭車両と隣接する中間車両との間のみならず、隣り合う中間車両の端部間同士で次々に衝突が生じる。衝突エネルギー吸収装置を、先頭車両の端部及び中間車両の各端部に適用しておくことで、列車編成のどこで衝突が生じてもその時の衝撃、或いは中間車両間で副次的に生じ得る衝突を本衝突エネルギー吸収装置によってそれぞれ吸収することができる。

図１〜図３に示される実施形態は、先頭車両の中間車両寄りの車端部構造体３ａ及び中間車両同士の車端部構造体３ｂに適用されている衝突エネルギー吸収装置１を示している。車端部構造体（特に、３ｂ）には、編成上、車体間での乗り移り用の貫通路３ｇの両脇側に設けられたスペース３ｃに運転席３ｄを備える場合がある。運転者用のスペース３ｃを形成するため、スペース３ｃを取り囲むように周囲にはフレーム３ｆが配置されており、前面には乗務員等を小石等の飛来物から保護するために飛来物遮蔽板３ｅ（ハッチングを付した部分）が配置されている。遮蔽板３ｅは左右の主板部分を下辺部分で接続して構成されており、下辺部分にはエネルギー吸収体１１，１１，１２，１２が貫通する孔３ｉ，３ｉ，３ｊ，３ｊが形成されている。車端部構造体３ａ，３ｂは、妻構体とほぼ同様な機能を有する。車端部構造体３ａ，３ｂは、溶接等の適宜の固定手段によって車体本体の妻部分に取り付けられている。この車端部構造体３ａを車内側から見た場合、その床面３ｈは、台枠４上の床面４ｂと実質的にフラットであって連続した構造となっている。

この例では、衝突エネルギー吸収装置１は、車体の台枠４の端板４ａにおいて車体幅方向の外側に各一つずつ取り付けられた大型のエネルギー吸収体１１，１１と、車体幅方向の中央寄りに各一つずつが車体幅方向に隔置して取り付けられた小型のエネルギー吸収体１２，１２を備えている。各エネルギー吸収体１１，１２は、その長手方向を車体長手方向に沿って延びる態様で配置されている。各エネルギー吸収体１１，１２の先端部側は、車体全体の長手方向の最も車端側に配置されている。各エネルギー吸収体１１，１２の基端部側とは、その車体長手方向の中央寄りの位置を指している。更に、エネルギー吸収体１１とエネルギー吸収体１２とは、車体長手方向に対して交差する方向に並べて配置されている。即ち、エネルギー吸収体１１とエネルギー吸収体１２とは、車体幅方向に並べて互いにほぼ平行に配置されている。各エネルギー吸収体１１，１２は、具体的には、各吸収体の中心を各車体間において同じ高さ位置に合わせて、且つ車体幅方向に関して左右対称な位置に配置されている。各エネルギー吸収体１１，１２は、先端側が端板１１ａ，１２ａで覆われているとともに、それらの基端部側に備わる端板１１ｂ，１２ｂをボルト・ナット等の固着具１３によって台枠４の端板４ａに固定することによって車体（台枠４）に取り付けられている。前記固着具１３は、他の形式の締め付け手段でもよく、また溶接で行ってもよい。エネルギー吸収体１１，１２は、大型のものと小型のものを示したが、これに限らずすべて同型のものでもよく、或いは大型のものと小型のもので車体幅方向の内外で逆に配置してもよく、更には、より多くの異なる型のものを組み合わせてもよいことは明らかである。

図３に示す実施形態において、大型のエネルギー吸収体１１は小型のエネルギー吸収体１２よりも直径及び長さにおいて大きな寸法を有している。小型のエネルギー吸収体１２は、台枠４の端板４ａに取り付けたときに、エネルギー吸収体１２の先端部が車体の端部（飛来物遮蔽板３ｅの端面）と略同じ位置を占めるような長さを有している。一方、大型のエネルギー吸収体１１は、小型のエネルギー吸収体１２よりも長さΔＬだけ長い構造となっている。これらエネルギー吸収体１１，１２は、台枠４の端板４ａに取り付けた状態で、図２にそれぞれが重なって示され、また、図３に並べて示すように配置されている。大型のエネルギー吸収体１１は、車体の端部から僅か（例えば、１００ｍｍ程度）に突出している。衝突により、台枠４に大きな衝撃力がかかっても、前記したように台枠４は強固であるので、その荷重に耐えることができる。このように、複数のエネルギー吸収体の圧壊方向先端部は、すべての先端部の位置が異なる必要はないが、軌条車両の長手方向に分散した位置に置かれている。

したがって、衝突時にはその衝撃が車体間に及んで隣り合う車両の車端部構造体３ａ，３ｂのそれぞれに対向して衝突エネルギー吸収装置１，１が設けられている場合には、それら衝突エネルギー吸収装置１，１が作動する。各車体に設置されたエネルギー吸収体１１，１２のそれぞれの先端位置のずれ（ΔＬ）によって、隣り合う車両間において、大型のエネルギー吸収体１１，１１同士が先に衝突して圧壊し始める。その後、僅かな時間差を置いて小型のエネルギー吸収体１２，１２同士が衝突して、遅れて圧壊が始まる。エネルギー吸収体１１，１２の圧壊について説明する。例えば、図３に示すエネルギー吸収体１１の具体的な圧壊の例が図１２に示されている。衝突発生時の車両の姿勢は軌条が直線状であるか曲線状等であるかによって厳密には同じではないが、隣り合う車両が衝突する場合は車両の長手方向にほぼ沿った方向に衝突すると考えてよい。そうした場合、エネルギー吸収体１１，１２は、各吸収体１１，１２を構成する筒状体が軸方向に微小な座屈を繰り返して、軸線を維持しながらほぼ真っ直ぐに潰れる形態で破壊していく。圧壊した後の形態は、例えば、縮んだ蛇腹構造の形態となっている。即ち、エネルギー吸収体１１，１２は、長さ方向の全体が二つに折れ曲がって、くの字状に座屈する変形、即ち、全体座屈ではなく、蛇腹構造を呈した変形をすることから、衝突エネルギーを十分吸収することができる。

両タイプのエネルギー吸収体１１，１２の僅かな圧壊開始時期のずれによって、ピーク荷重が分散されるので、衝突エネルギー吸収装置１，１の圧壊ピーク荷重が低減され、車体本体や乗客等への負担を軽減することができる。ピーク荷重の分散の様子が図１３に一例としてグラフに示されている。図１３に示されているように、従来のエネルギー吸収体の配置では、エネルギー吸収体が複数あっても、先端が揃っているために潰れ開始が同時であり、その結果、圧壊開始当初に非常に高いピーク荷重が発生する（グラフｂ参照）。これに対して、本実施形態のように、両エネルギー吸収体１１，１２の長さの違いに起因した先端部の位置の差ΔＬに応じた圧壊開始時期のずれによって、ピーク荷重が生じる時期にずれが生じる。その結果、先に作動したエネルギー吸収体１１による荷重がピークを付けた後に一端荷重が低下し、その後、後に作動するエネルギー吸収体１２による荷重がピークを付ける。一度に両方のエネルギー吸収体１１，１２が作動するときと比べて、本実施形態では、全体としてのピーク荷重の高さを抑えることができる（グラフａ参照）。

図示の例では、エネルギー吸収体１１，１２は、断面のサイズが異なるが、内部の構造は互いに相似形である。図１１を参照して、一つの種類の衝突エネルギー吸収装置１を構成するエネルギー吸収体１１（１２）について説明する。各エネルギー吸収体１１（１２）は、断面が八角形の中空構造７０を有しており、例えばアルミニウム合金の押出し形材で製造されている。即ち、その断面は、八角形の外側壁部７１と、外側壁部７１と相似形を呈する八角形の内側壁部７２と、両壁部７１，７２の八角形の壁部の頂点部分を連結する複数の径方向壁部７３とを有している。内側壁部７２内には、断面八角形の内部空間が形成され、外側壁部７１と内側壁部７２との間には、径方向壁部７３で仕切られた断面台形の内部空間が環状に並んで形成されている。各エネルギー吸収体１１（１２）の八角形の内部空間は空間１４（１５）となっており、座屈防止材１６（１７）を挿入可能な収容空間となっている。なお、図１１に示す例ではエネルギー吸収体１１（１２）は断面八角形の中空構造７０としたが、断面形状についてはこれに限らず、断面四角筒、円筒等の適宜の中空断面形状とすることができ、内外の筒壁間を複数のリブによって、例えばトラス構造のように、連結して構成することができる。エネルギー吸収体１１（１２）の外径寸法Ｄ１は１８０〜２１０ｍｍであり、内側壁部７２の内径寸法Ｄ２は１２０ｍｍ程度である。

図３に示すように、各エネルギー吸収体１１，１２の八角形の内側の空間１４，１５にはそれぞれ座屈防止材１６，１７が挿入されている。（ここで、座屈防止材は、エネルギー吸収体の全体座屈を防止する部材であって、全体座屈防止材との意味で用いているが、便宜上、以下、単に「座屈防止材」と記載する。）座屈防止材１６，１７は、エネルギー吸収体１１，１２の変形が軸方向に蛇腹状に圧壊していく変形となるように規制する。即ち、座屈防止材１６，１７をエネルギー吸収体１１，１２の中に挿入することによって、エネルギー吸収体１１，１２が変形し始めるときに、中間部分が大きく折れるような変形、即ち、前記全体座屈を生じてエネルギー吸収体としての機能が早期に損なわれるのを防止している。

座屈防止材１６，１７は、アルミ合金製の円柱体とすることができ、その長さは適宜選択することができる。アルミ合金製に代えて、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）のような材料で製造することができる。即ち、座屈防止材１６，１７は、エネルギー吸収体１１，１２よりもある程度高い曲げ剛性を持っているが、鉄等の金属製品ほどの曲げ剛性でなくてもよく、エネルギー吸収体１１，１２が圧壊するときに蛇腹状に潰れていくように規制できる曲げ剛性であればよい。また、座屈防止材１６，１７は、必要な剛性が得られれば、中実体であっても、内部が空洞になった筒状体であってもよい。更に、図３に示されるエネルギー吸収体１１に設けられる座屈防止材１６の長さは、エネルギー吸収体１２に設けられる座屈防止材１７の長さ（エネルギー吸収体１２の長さよりも長い）よりも短く設定されているが、これに限ることなく長さについては適宜選択することができる。後述の記載で明らかになろう。

図３に示すエネルギー吸収体１１において、座屈防止材１６は、長さ方向の中間位置に配置されている。エネルギー吸収体１１の長さが長くなる場合には、継ぎ板１４ａ，１４ｂを隅肉溶接等の手段によって継ぎ足して（エネルギー吸収体１１を継ぎ板１４ａ，１４ｂで多数に仕切る。）設けることができる。エネルギー吸収体１１内に設けられる座屈防止材１６は端部側の継ぎ板１４ａ、又は、基端部側の継ぎ板１４ｂのいずれか一方に固定されており、継ぎ板１４ａ，１４ｂの他方には座屈防止材１６が通ることができるように孔１４ｃが形成されている。座屈防止材１６は、内側壁部７２及び孔１４ｃとの間で適当な隙間を以って配置されており、エネルギー吸収体１１が圧縮されたときには、座屈防止材１６がエネルギー吸収体１１に対して軸方向に移動し、エネルギー吸収体１１を蛇腹状に変形させる。また、座屈防止材１６と内側壁部７２との隙間は、内側壁部７２が内側に蛇腹状に変形する際にその妨げとならない間隔を確保している。即ち、図１１に示すように、座屈防止材１６（１７）と内側壁部７２との間には寸法Ｄ３で示すように、約１５ｍｍの隙間が形成されており、両側で３０ｍｍの余裕が設けられている。座屈防止材１６の継ぎ板１４ｂ側端部は、継ぎ板１４ｂの孔１４ｃに挿入されていても良い。このように座屈防止材１６の端部が継ぎ板１４ｂの孔１４ｃに挿入された構造であれば、孔１４ｃが座屈防止材１６のガイドとなるため、座屈防止材１６がスムーズに車体長手方向に移動することができる。このような構造において、図１２に示すように、エネルギー吸収体１１に衝突に伴う衝撃が掛かった場合、エネルギー吸収体１１が座屈変形を始める。そして、エネルギー吸収体１１の長手方向中央部分で、くの字状に変形して全体座屈をしようとしても座屈防止材１６がその変形を防止して、エネルギー吸収体１１の全体を蛇腹状に変形させることができる。

図３において、エネルギー吸収体１２の内側の空間１５に１本の座屈防止材１７が挿入されており、端板１２ａに溶接によって固定されている。座屈防止材１７の後端は台枠の端板４ａに設けた孔４ｃを貫通して配置されている。これによって、エネルギー吸収体１２に衝撃が掛って座屈変形する際、座屈防止材１７は、エネルギー吸収体１２に対して軸方向に移動し、エネルギー吸収体１２の全体座屈を防止して、蛇腹状の圧壊変形を行わせる。

台枠の端板４ａの孔４ｃは、継ぎ板１４ｂの孔１４ｃと同様に座屈防止材１７のガイドとなり、エネルギー吸収体１２の蛇腹状の変形を円滑に行わせることができる。また、エネルギー吸収体１２の内側壁部７２と座屈防止材１７との隙間は、内側壁部７２の蛇腹状の変形を許容する間隔を確保することが望ましい。以上のように座屈防止材１７は、それ自体はエネルギーの吸収には殆ど寄与しないが、エネルギー吸収体１２を蛇腹状に変形させる機能を備えている。

座屈防止材と継ぎ板との組合せに係る種々の変形例が、図４〜図７に示されている。即ち、図４は、エネルギー吸収体２２の長さがエネルギー吸収体２１よりも短い場合を示している。エネルギー吸収体２１，２２は、それぞれ、図３に示すエネルギー吸収体１１，１２の変形例であって、それぞれ座屈防止材が前後二つの座屈防止材２６ａ，２６ｂ、２７ａ，２７ｂに分割されている。各エネルギー吸収体２１，２２は、その前後の各吸収体部分２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを継ぎ板１８，１９に押し当てて溶接等によって一体物として構成されている。その他の構成は、図３に示すエネルギー吸収体１１と同様であるので、再度の説明を省略する。座屈防止材２６ａ，２６ｂ（２７ａ，２７ｂ）は、長手方向外側の端部、即ち、座屈防止材２６ａ（２７ａ）はエネルギー吸収体２１（２２）の先端側の端板１１ａ（１２ａ）に、そして、座屈防止材２６ｂ（２７ｂ）はエネルギー吸収体２１（２２）の基端側の端板１１ｂ（１２ｂ）に溶接によって固定されている。座屈防止材２６ａ，２６ｂ（２７ｂ）の継ぎ板１８（１９）側の端部は、エネルギー吸収体２１（２２）に対してフリーな状態にある。このようにしておくことで、座屈防止材２６ａ，２６ｂ（２７ａ，２７ｂ）は各吸収体部分２１ａ，２１ｂ（２２ａ，２２ｂ）に対する取り付け位置が変わることはなく、変形によるエネルギー吸収には殆ど寄与しないが、エネルギー吸収体２１（２２）の全体座屈を防止してエネルギー吸収体２１（２２）の圧壊によるエネルギー吸収を可能にしている。すなわち、衝突時においては、エネルギー吸収体２１に掛かる衝撃が該エネルギー吸収体の軸方向に一致しているとは限らない。衝撃方向がエネルギー吸収体の軸方向に対してずれている場合、前記軸方向に対して直角方向の分力が働くことになる。この状態では、エネルギー吸収体２１は、端板１１ａ、端板１１ｂとの接合部分で折れ曲がる変形を起こす可能性がある。そこで、端板１１ａ及び端板１１ｂに座屈防止材２６ａ，２６ｂを設置して、前記折れ曲り変形を防止して、エネルギー吸収体２１の蛇腹状の変形を円滑に行える構造としている。

図５は、追加の継ぎ板が設けられたエネルギー吸収体３１，３２を示している。エネルギー吸収体３１，３２においては、それぞれ継ぎ板３８ａ，３８ｂ，３８ｃ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃが、全体の長さを四等分する２５％、５０％、７５％の位置に設けられている。具体的には、エネルギー吸収体３１，３２はそれぞれ４分割され、分割された各エネルギー吸収体部分３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄが継ぎ板３８ａ〜３８ｃ、３９ａ〜３９ｃに突き合わせて全周を外方からの隅肉溶接によって固定されている。追加のものも含めて継ぎ板は、厚さ１０ｍｍ程度のアルミニウム合金から作られている。なお、エネルギー吸収体３１の継ぎ板３８ａ〜３８ｃの位置は、隣接するエネルギー吸収体３２の継ぎ板３９ａ〜３９ｃの位置に対して、吸収体３２の方が後退している。即ち、各吸収体部分３２ａ〜３２ｄのそれぞれの長さは各吸収体部分３１ａ〜３１ｄのそれぞれに対してΔＬ／４だけ短い。継ぎ板の配置位置は、正確に等分割する位置に設ける必要はなく、エネルギー吸収体３１，３２の分割位置がずれていれば、適宜の分割位置に配置してよい。各吸収体部分３１ａ〜３１ｄは、その車体長手方向の長さが幅方向の寸法とほぼ同等となっているため、各吸収体単体の折れ曲り変形が起こり難い構造となっている。したがって、エネルギー吸収体３１は、全体座屈を起こし難く、蛇腹状の変形を円滑に行い十分なエネルギーの吸収を行える。

これにより、継ぎ板３９ａ〜３９ｃの位置は継ぎ板３８ａ〜３８ｃの位置よりも後退しているので、一致させた場合に比較して、最大荷重をずらすことができる。

理想的には、３１ａ→３１ｂ→３１ｃ→３１ｄの順次圧壊するため、位置をずらしておけばよい。

図６は、エネルギー吸収体の他の例を示す図であって、座屈防止材４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂと継ぎ板４８，４９とを用いたエネルギー吸収体４１，４２を示している。図６に示す例では、それぞれ継ぎ板４８，４９が全体の長さを二等分する５０％の位置に設けられている。具体的には、エネルギー吸収体４１，４２はそれぞれ長手方向前後に二分割されており、分割された各吸収体部分４１ａ，４１ｂ、４２ａ，４２ｂが継ぎ板４８、４９に突き合わせて全周を隅肉溶接によって固定されている。継ぎ板４８，４９は、厚さ１０ｍｍ程度のアルミニウム合金から作られている。なお、この例においても、継ぎ板４８，４９の配置位置は、正確に二等分する位置に設ける必要はなく、略二等分する位置でもよく、位置にこだわる必要はない。

図７は、エネルギー吸収体に用いられる座屈防止材４６ａ，４６ｂと継ぎ板４８の組合せの一例を示す図である。図７の（ｂ）は図７の（ａ）の右側面図である。図６に示すエネルギー吸収体４１，４２は、前後の吸収体部分４１ａ，４１ｂ及び４２ａ，４２ｂがそれぞれ継ぎ板４８，４９に突き合わせて全周に外方から隅肉溶接４５が施されている。図７に示すように、継ぎ板４８（４９）には、座屈防止材４６ａ，４６ｂ（４７ａ，４７ｂ）がそれぞれ中間位置において外方からの隅肉溶接４５で固定されている。このように、座屈防止材４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７と継ぎ板４８，４９とをユニット化しておくことにより、保管・運搬・組立等の取扱いが簡単になる。なお、座屈防止材４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７は全体を円柱形とし、継ぎ板４８，４９を八角形の板として示したが、これに限らず、座屈防止材４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７については、断面円形又は円筒形、四角形又は四角筒形であってもよく、継ぎ板４８，４９についても、円板、四角板等の形状であってもよい。

次に、図８〜図１０に基づいて、第二の実施形態として、この発明による衝突エネルギー吸収装置及びそれが適用された軌条車両としての先頭車両について説明する。

先頭車両の先頭部２は前方に凸の曲面状である。先頭車両の後端と中間車両の先端のそれぞれに衝突エネルギー吸収装置が配置されており、先頭部２には障害物等との衝突の際に発生する衝突エネルギーの一部を吸収する衝突エネルギー吸収装置５０が配置されている。先頭車両の先頭部２の最先端部分には、連結器１０が設けられている。

図８〜図１０に示すように、衝突エネルギー吸収装置５０（５０ａ）は、先頭車両において、車体本体の長さ方向の所定領域としての先頭領域に車体本体の幅方向に隔置して取り付けられている。具体的には、車体の幅方向に左右の両側に同じ構造の衝突エネルギー吸収装置５０ａ，５０ｂが対称的に配置されている。図示の例では片側のみが示されており他方については図示を省略している。各側の衝突エネルギー吸収装置５０ａ，５０ｂは、上下二段に構成されている。上下の各段には、それぞれ、先端側に衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収する第１エネルギー吸収体５１，第２エネルギー吸収体５２が配置されている。第１エネルギー吸収体５１，第２エネルギー吸収体５２は、第一の実施形態の場合と同様に、図１１に示すような断面が八角形の中空構造を有する筒状の構造体であり、その筒の軸線が車体長手方向（前後方向且つ走行方向）と平行となる方向に配置されている。したがって、両側の衝突エネルギー吸収装置５０ａ，５０ｂは、全体として車体先端側に向かって合計４本の第１エネルギー吸収体５１，第２エネルギー吸収体５２を備えている。

上下二段に構成されている第１エネルギー吸収体５１及び第２エネルギー吸収体５２は、その圧壊方向の一端側、即ち車体長手方向の中央よりの端部において、共通の支持板５８に取り付けられている。両エネルギー吸収体５１，５２は、支持板５８の後方端部（車体長手方向中央寄りの端部）では、１本の共通する第３エネルギー吸収体５３に接続されている。第３エネルギー吸収体５３は、後方部（車体長手方向中央寄りの端部）で車体本体の構造フレーム５４を介して台枠４に連結されている。第１〜第３のエネルギー吸収体５１〜５３は、後方（車体長手方向の中央側）に配置される吸収体ほど、その断面が大きく構成されている。

共通の支持板５８は、周囲端縁が全体として略四角筒状になった案内筒５９に固定されている。案内筒５９の外周面５９ａは、車両本体に取り付けられたガイド筒板６０の内面側６０ａに摺動可能に嵌合されている。したがって、衝突時には、まず、第１及び第２エネルギー吸収体５１，５２が変形して圧壊によって所定のエネルギーを吸収した後に、第３エネルギー吸収体５３が変形を開始して、共通の支持板５８と共に案内筒５９がガイド筒板６０に案内されつつ車体後方に向かって移動する。なお、第１及び第２エネルギー吸収体の圧壊によって、衝突によるエネルギーを吸収しきった場合には、第３エネルギー吸収体は変形しない。第１エネルギー吸収体５１，第２エネルギー吸収体５２は、ガイド筒板６０の内面側６０ａによって案内されるので、中間部分（ガイド筒板６０の箇所）で座屈することなく、全長に渡って衝突エネルギー吸収作用を発揮させることができる。案内筒５９、ガイド筒板６０は、この発明におけるスライドガイドを構成している。ガイド筒板６０は台枠４の前端において設置されている。ガイド筒板６０よりも後方は、運転席である。運転席の前端は飛来物遮蔽板６１で覆われている。ガイド筒板６０は飛来物防御板６１に開いた孔といえる。第１〜第３のエネルギー吸収体５１，５２，５３は、くの字状に全体座屈することなく、衝突エネルギー吸収作用が継続される。

図１０に示すように、第１エネルギー吸収体５１及び第２エネルギー吸収体５２の衝突方向先端位置は、車体端部に配置される衝突エネルギー吸収装置の場合と同様に、複数の位置にずらされている。即ち、第１及び第２のエネルギー吸収体５１，５２は衝突方向の長さが僅かに異なっており、共通の支持板５８に支持された状態では第１エネルギー吸収体５１の先端位置が第２エネルギー吸収体５２の先端位置よりも僅かΔＬだけ（例えば、１００ｍｍ程度）前方に位置している。これらの先端位置のずれ（ΔＬ）によって、先頭車両の衝突時には、第１エネルギー吸収体５１が第２エネルギー吸収体５２よりも先に圧壊され始める。この僅かな圧壊開始時期のずれによってピーク荷重が分散されるので、エネルギー吸収材５１〜５２の圧壊ピーク荷重が低減され、車体本体や乗客等への負担を軽減することができる。なお、エネルギー吸収体５１〜５４の構造については、図１〜図７に示したエネルギー吸収体の構造に倣って構成してもよいことは明らかである。

以下、第三の実施形態として、この発明による衝突吸収エネルギー装置及びそれが適用された軌条車両について、図１４〜図２１に基づいて説明する。この実施形態は、障害物に衝突した際、まず、車端部側梁１１０が障害物に衝突し、次にエネルギー吸収体が衝突するように構成している。これにより、まず、車端部側梁１１０を圧壊させて、軌条車両に生じる最大荷重を抑制することを図ったものである。

第三の実施形態は、第一の実施形態に比較して特徴的な構造として、軌条車両の長手方向端部に車端部構造体８０を設置した構造となっている。また、車端部構造体８０を構成する車端部側梁１１０，１１０は、エネルギー吸収体１１，１２よりも突出して配置した構造を備えている。即ち、一般的に、軌条車両の車体は、台枠、二つの側構体、屋根構体及び二つの妻構体から構成されているところ、第三の実施形態の車体は、前記妻構体に代えて車端部構造体８０を設置している。車端部構造体８０は、車体本体２０１の車体長手方向の両端部に着脱自在に設置される。車体本体２０１は、台枠、二つの側構体及び屋根構体から構成されており、全体がほぼ筒状に構成されている。車端部構造体８０は、その下位部分を成す床構造８１、その車体幅方向両側部分を成す側壁８３、その上位部分を成す天井壁８２を一体に構成している。

車端部構造体８０の車体長手方向長さは、車体本体２０１の長さよりも十分に短い。図１４、図１５に示すように、車端部構造体８０は、中間車両としての軌条車両２００の端部２０２に付設される圧壊可能な構造体であり、軌条車両２００の車両長さと比較して充分短い短胴構造に構成されている。車端部構造体８０は、その断面形状が基本的に車体本体２０１の断面形状（最外側形状）に倣っていて、車体本体２０１の台枠上面２０３と同じ高さ位置になるように床構造８１の強度部材が設置されている。また、車体本体２０１の天井壁２０４と同じ高さ位置になるように車端部構造体８０の天井壁８２が構成されている。車端部構造体８０の側壁８３は、車体本体２０１の側構体と一致した位置となるように構成されている。なお、側壁８３については、車体本体側では、軌条車両２００の断面構造に倣って下膨れの輪郭を備えている。

車端部構造体８０の内部には、通路開口８５から車体本体２０１に通じる通路８６が確保されている。車端部構造体８０は、車端側が隣接する車両への通路開口８５となり且つその反対側である車体本体２０１側が全面的に開いており、天井壁８２や側壁８３によって通路８６及び内部スペースを囲む構成となっている。車端部構造体８０は、車両の前後方向に設けられた二つのフレーム９０，９１（胴枠フレーム）を備えている。フレーム９０、９１は、それぞれ、断面四角形又は断面長四角形の管状部材を屈曲させる或いは個別のフレーム体を繋いで用いることで全体として閉環状に形成されている。このフレーム９０、９１は、車端部構造体８０の車体本体２０１側及び車両端部側において胴体の周方向に延びるように取り付けられている。両フレーム９０，９１の間に、床構造８１、天井壁８２及び側壁８３が構成されている。車端部構造体８０は、車体本体２０１に対して強固に連結されている。具体的には、フレーム９０に設けられる複数のボルト孔（図示せず）に通して締結用ボルトを設置し、車体本体側に設けられるナットによって、フレーム９０と車体本体２０１の端部フレーム２０２とがボルト連結される。車端部構造体８０の荷重（重量）と引っ張り力についてはボルト、ナットが受け持ち、圧縮方向の荷重はフレーム９０と端部フレーム２０２の面で伝えられる。

天井壁８２及び側壁８３は、フレーム９０とフレーム９１とを連結する側骨部材及び垂木等の骨部材１００と、この骨部材１００の外面に設置される外板部材とから構成されている。骨部材１００は、車端部構造体８０が衝突時に圧壊する際に、その車体長手方向の強度を調整するための開口部が設置され、車体本体２０１の損傷を可能な限り少なくするように配慮した構造となっている。骨部材１００の開口部は、車端部構造体８０の軽量化を図るためにも有効である。

車端部構造体８０の床構造８１は、車体幅方向両側に配置される各車端部側梁１１０と、車端部側梁１１０の内側に設置される補強梁１０６と、車端部側梁１１０及び補強梁１０６の上面に設置される床補強部材９６とによって構成されている。床補強部材９６は、その上面に断面形状がＴ型の複数本の補強リブ９７を備えており、補強リブ９７の上面に床敷物９４が設置されている。補強リブ９７は、その長手方向を車体幅方向に沿わせるように互いに並行に配置されている。床補強部材９６は、車端部側梁１１０の上面９５に設置されている。補強梁１０６は、断面形状が逆Ｊ型を成しており、エネルギー吸収体１２の上面及び一方の側面を囲むように設置されている。

車端部構造体８０の床構造８１とその下部構造９３は、車体本体２０１の台枠４に対応している。台枠４の突き当て端部の領域には、下辺に沿うように延びていて、側面から見て（図１５）長い略三角形状の領域に補強部材（補強梁）４ｄが設けられている。補強部材４ｄは、車端部構造体８０から台枠４の端部への衝撃を伝えるものである。補強部材４ｄの具体構造は、車体幅方向から見て直線形状で斜め（三角形状）に設置される構造を有する複数の補強フレーム部材を端板４ａの車体長手方向に向いた側面と台枠４の下面とに接合して構成されている。なお、この補強フレーム部材の形状は三角形状でなくもよく、略Ｌ型を成したものであっても良い。この補強フレーム部材によって、衝突時の衝撃がエネルギー吸収体１１，１２及び車端部側梁１１０から端板４ａを介して台枠４に伝えられる。言い換えると、補強フレーム部材によって、端板４ａの下部を車体本体側から支える構造と成っている。なお、図１４に示すように端板４ａの連結器設置位置に対応する部分は、逆Ｕ型に切り欠かれた形状となっている。また、エネルギー吸収体１１，１２及び車端部側梁１１０は、端板４ａにほぼ一致した形状の継板９９に、それぞれの車体本体側の端部を接合している。車端部構造体８０と車体本体２０１を接合した状態において、前記継板９９と端板４ａとは重なり合っている。

エネルギー吸収体１１の車端側端部は、エネルギー吸収体１２の車端側端部よりも突出して配置されており、車端部側梁１１０の車端側端部はエネルギー吸収体１１よりも突出して配置されている。各車端部側梁１１０は、台枠４を構成する側梁に一致した配置であって、それぞれの断面形状は台枠４の側梁に類似した形状となっている。各車端部側梁１１０は、車端部構造体８０の圧壊変形を考慮した強度を有するように、その板厚等の仕様が選定されている。各車端部側梁１１０は、車端部構造体８０の車体幅方向両端部に配置され、その内側位置に各エネルギー吸収体１１が設置されて、各エネルギー吸収体１１の内側位置に各エネルギー吸収体１２が配置されている。

車端部構造体８０の通路開口８５は、天井壁８２の下方位置に設けられ、その車体幅方向両側に柱部材１０７を備えて形成されている。各柱部材１０７は、その断面形状が四角形または長四角形をなした中空の形材によって構成されている。各柱部材１０７は、例えばアルミ合金製の中空押出し形材で構成されている。各柱部材１０７と車体幅方向両側のフレーム９１との間には、水平方向に沿って配置された複数の横骨部材が設置されている。各柱部材１０７とフレーム９１との間で、各横骨部材の外表面には、外板が設置されている。車端部構造体８０には、乗員室（簡易運転室を含む）や機器の設置室および貫通路を構成している。車体の本体２０１の幅方向の両端に端板４ａを介して車端部側梁１１０，１１０、エネルギー吸収体１１，１２を設置している。

この実施形態では、ピーク荷重の後に荷重が低下するときの低下量が少ない（低下したときの荷重を座屈後平均荷重という。）というエネルギー吸収体１１，１２の特性が利用される。即ち、エネルギー吸収体１１，１２の座屈後平均荷重のレベルが高いので、ここに車端部側梁１１０に作用する荷重を上乗せすると、全体の荷重が大きくなり過ぎる。そこで、先に、車端部側梁１１０に圧壊を生じさせ、負担荷重を低下させる。次に、エネルギー吸収体１１，１２に圧壊を起こさせれば、全体の最大荷重（ピーク荷重）を小さくできる。このように、エネルギー吸収体１１，１２以外の部材、即ち、車端部側梁１１０に圧壊を生じさせた後に、エネルギー吸収体１１，１２の圧壊を起こさせることにより、車端部構造体８０の圧壊時におけるピーク荷重を抑制できる。

車端部側梁１１０及びエネルギー吸収体１１，１２の最大荷重が生じる時期（タイミング）を逐次ずらし、しかもそのずらせ方として、エネルギー吸収体１１，１２よりも先に車端部側梁１１０に圧壊を生じさせることで、衝突荷重を受ける側の最大荷重を抑制しながら、エネルギー吸収量を確保することができる。

図１６〜図２１のグラフを用いて、第三の実施形態が奏する作用・効果について説明する。エネルギー吸収材１１，１２がそれぞれ圧壊をするとき、その吸収体１１，１２が負担できる最大荷重をＰ１，Ｐ２とし、ピーク荷重を発生後に低下したときの荷重を座屈後平均圧壊荷重としてそれぞれＰ１（ａｖｅ），Ｐ２（ａｖｅ）とする。また、車端部側梁１１０が圧壊するときの最大荷重をＰｂとし、ピーク荷重Ｐｂを過ぎたときの座屈後平均圧壊荷重をＰｂ（ａｖｅ）とする。

エネルギー吸収体１１，１２の継ぎ板の配置位置（例えば、図４、図６等）を長手方向にずらすことにより、圧壊のピークもずらすことができる。

図１６において、車端部側梁１１０はエネルギー吸収体１１よりも寸法ａだけ端部側に突出し、エネルギー吸収体１１はエネルギー吸収体１２よりも寸法ｂ（第一の実施形態におけるΔＬに相当）だけ端部側に突出した配置関係にあるとする。この配置関係にある衝突エネルギー吸収装置における変位に対する荷重の変化が図１７に示されている。

本第三の実施形態によれば、車両の衝突時には、先ず各車端部側梁１１０が圧壊を開始する。車端部側梁１１０が圧壊をするとき、そのピーク荷重Ｐｂは充分大きい。しかしながら、ピーク荷重Ｐｂを過ぎたときの吸収できる荷重は小さい。これは、エネルギー吸収体１１，１２は、一般に、ピーク荷重を過ぎたときに吸収できる荷重の低下量を小さくするという設計がされているが、車端部側梁１１０は、エネルギー吸収体ではないので、ピーク荷重Ｐｂを過ぎると吸収できる荷重は相当分低下してしまう。

図１７において、車端部側梁１１０が吸収できる座屈後平均圧壊荷重Ｐｂ（ａｖｅ）にまで低下した段階で、エネルギー吸収体１１，１２が、突出順に段階を踏んで圧壊を開始する。ここで、車端部側梁１１０の座屈後平均圧壊荷重Ｐｂ（ａｖｅ）は、エネルギー吸収体１１，１２の座屈後平均圧壊荷重Ｐ１（ａｖｅ）又はＰ２（ａｖｅ）よりも充分小さい。したがって、座屈後平均圧壊荷重Ｐｂ（ａｖｅ）にエネルギー吸収体１１，１２がそれぞれ圧壊をするときの最大圧壊荷重Ｐ１、Ｐ２が順次加算されても、系全体の最大荷重を荷重［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２］を抑えることができる。

この実施形態と比較するための比較例１を説明する。図１８に配置関係を示し、図１９に吸収荷重の変化を示す。

図１８において、両エネルギー吸収体１１，１２の先端位置が同じであり、車端部側梁１１０の先端が両エネルギー吸収体１１，１２の先端よりも寸法ａだけ突出している。

図１９において、車端部側梁１１０の受ける荷重が最大荷重Ｐｂを生じた後座屈後平均圧壊荷重をＰｂ（ａｖｅ）まで低下した状態のときに寸法ａに相当する変位量を過ぎた時点で、両エネルギー吸収体１１，１２の変形が同時に開始する。このときの系全体の最大荷重は［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１＋Ｐ２］となり、その後、座屈後平均圧壊荷重［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２（ａｖｅ）］まで低下する。先の図１７に示す場合の系全体の最大荷重［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２］よりも、［Ｐ１−Ｐ１（ａｖｅ）］だけ大きい最大荷重となる。

もう一つの比較例２を説明する。図２０に配置関係を示し、図２１に吸収荷重の変化を示す。

図２０において、エネルギー吸収体１１の先端位置がエネルギー吸収体１２の先端位置よりも寸法ａに相当する量だけ突出しており、エネルギー吸収材１２の先端位置は車端部側梁１１０の先端位置よりも寸法ｂに相当する量だけ突出している。

図２１において、エネルギー吸収体１１が最大荷重Ｐ１を生じて座屈後平均圧壊荷重がＰ１（ａｖｅ）まで低下した状態のときに寸法ａに相当する変位量を過ぎた時点で、エネルギー吸収材１２の圧壊が開始する。エネルギー吸収体１２の最大荷重Ｐ２が上乗せされた後、上乗せ量が座屈後平均圧壊荷重Ｐ２（ａｖｅ）まで低下した状態のときに寸法（ａ＋ｂ）に相当する変位量を過ぎた時点で、車端部側梁１１０の圧壊が開始される。このときの系全体の最大荷重は［Ｐｂ＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２（ａｖｅ）］となり、その後、座屈後平均圧壊荷重［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２（ａｖｅ）］まで低下する。図１７に示す場合の系全体の最大荷重［Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ１（ａｖｅ）＋Ｐ２］よりも、［（Ｐｂ−Ｐｂ（ａｖｅ）＋Ｐ２−Ｐ２（ａｖｅ））だけ大きい最大荷重となる。

このように、図１６の配置によれば、エネルギー吸収体１１，１２よりも先に車端部側梁１１０に圧壊を生じさせることで、衝突時の最大荷重を抑制することができる。

車端構造体８０はユニット化されている。エネルギー吸収体１１，１２及び車端部側梁１１０の先端部をずらして配置したことにより、ずらさない場合と比較して最大荷重を低減できる。このため、衝突時に車体本体２０１に負荷される荷重も低減でき、車体本体２０１の損傷を抑制することができる。もしくは、車体本体２０１の強度部材を薄肉化することで軽量化を図る等の設計自由度が増す。車端構造体８０が圧壊を受けて使えなくなったとしても、車体本体２０１は損傷を受けていなか、受けたとしても軽微な損傷で済むことが期待できる。車体本体２０１については、そのまま又は僅かな修理を施すことで再利用可能となり、新たな車端構造体８０を付設することで車両として復旧させることができる。

以上説明した第三の実施態様における構造の発明を要約すると以下のとおりとなる。
（ａ）軌条車両の車体は、車体本体と該車体本体の長手方向端部に設置される車端部構造体とから構成されており、
前記車体本体は、台枠と、二つの側構体と、屋根構体とから構成されており、
前記二つの側構体は、中空押し出し形材で構成されており、
前記車端部構造体は、前記台枠と連なる床構造を備え、前記二つの側構体に連なる側壁部を備え、且つ、前記屋根構体に連なる天井（屋根）壁を備えており、
前記車端部構造体の側壁部を側壁外板と骨部材とから構成したこと、を特徴としている。
（ｂ）前記（ａ）において、前記屋根構体を中空押し出し形材で構成し、
前記車端部構造体の天井壁を天井外板と骨部材とから構成したこと、を特徴とする。
（ｃ）前記（ｂ）において、前記台枠を中空押し出し形材で構成し、前記車端部構造体の床部構造を床板と骨部材とから構成したこと、を特徴とする。
（ｄ）前記（ａ）又は（ｂ）において、車端部構造体の外板を車内側にリブを一体に形成した押し出し形材によって構成したこと、を特徴としている。
（ｅ）前記（ｃ）において、車端部構造体の床板を車内側にリブを一体に形成した押し出し形材によって構成したこと、を特徴としている。
（ｆ）前記（ｅ）において、床板を成すリブは、車体幅方向に沿って配置されていること、を特徴とする。

この発明による軌条車両の第一の実施形態としての中間車両について、その端部を示す正面図である。 図１に示す中間車両の端部のＢ−Ｂについての側面断面図である。 図１に示す中間車両の端部に適用された衝突エネルギー吸収装置を図１のＡ−Ａについて切断して示す断面図である。 エネルギー吸収体の更に別の例を示す図である。 エネルギー吸収体の更に別の例を示す図である。 エネルギー吸収体の他の例を示す図である。 エネルギー吸収体に用いられる座屈防止部材と継ぎ板の組合せの一例を示す図である。 この発明による軌条車両の第二の実施形態としての先頭車両について、その正面右半分を示す底断面図であり、図９のＹ−Ｙ断面図である。 図８に示す先頭車両の一部をＺ−Ｚの断面で示す縦断面図である。 図８に示す先頭車両の一部をＸ−Ｘの断面で示す横断面図である。 エネルギー吸収体の一例を示す正面図である。 エネルギー吸収体が圧壊した状態の一例を示す断面図である。 本発明による衝突エネルギー吸収装置のエネルギー吸収時の変位に応じた荷重の変化の様子の一例を示すグラフである。 この発明による軌条車両の第三の実施形態としての中間車両について、その端部を示す正面図である。 図１４に示す中間車両の端部の側面図である。 図１５に示す端部構造体の平面概略図である。 図１６に示す端部構造体の吸収荷重を示すグラフである。 比較例１の配置関係を示す図である。 図１８の比較例１に対する吸収荷重を示すグラフである。 比較例２の配置関係を示す図である。 図２０の比較例２に対する吸収荷重を示すグラフである。

符号の説明

１：衝突エネルギー吸収装置
２：先頭部 ３ａ：端部
３ｂ：端部 ３ｅ：飛来物遮蔽板
３ｉ，３ｊ：孔 ４：台枠
４ａ：端板 ４ｂ；床面
４ｃ：孔 ４ｄ：補強部材（補強梁）
１０：連結器
１１，１２：エネルギー吸収体 １１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ：端板
１３：固着具 １４，１５：空間
１４ａ，１４ｂ：継ぎ板 １６，１７：座屈防止材
１８，１９：継ぎ板 ２１，２２：エネルギー吸収体
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ：吸収体部分
２６ａ，２６ｂ、２７ａ，２７ｂ：座屈防止材
２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ：端板 ３１，３２：エネルギー吸収体
３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄ：吸収体部分
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ：継ぎ板
４１，４２：エネルギー吸収体 ４１ａ，４１ｂ、４２ａ，４２ｂ：吸収体部分４８，４９：継ぎ板 ５０，５０ａ，５０ｂ：衝突エネルギー吸収装置５１，５２，５３：エネルギー吸収体 ５４：構造フレーム
５８：共通の支持板 ５９：案内筒
５９ａ：外周面 ６０：ガイド筒板
６０ａ：内面側 ６１：飛来物遮蔽板
７０：八角形の外側壁部 ７１：外側壁部
７２：相似形を呈する八角形の内側壁部
７３：両壁部の八角形の壁部の頂点部分を連結する径方向壁部
８０：車端部構造体 ８１：床構造
８２：天井壁 ８３：側壁
８５：通路開口 ８６：通路
９０，９１：胴枠フレーム ９３：下部構造
９４：床敷物 ９５：上面
９７：補強リブ １００：骨部材
１０６：補強梁 １０７：部材
１１０：車端部側梁
２００：軌条車両 ２０１：車体本体
２０３：台枠上面 ２０４：天井壁
ｂ，ΔＬ：突出長さ

Claims (9)

1. 衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を有する衝突エネルギー吸収装置を備えた軌条車両において、
   前記エネルギー吸収体がその圧壊時に生じる圧壊方向への変位を車体に設けられたスライドガイドによって案内したこと、
   を特徴とする軌条車両。
2. 請求項１に記載の軌条車両において、
   前記エネルギー吸収体は中空構造を内部に有する筒状体であり、前記スライドガイドは前記筒状体をその外周面で案内すること、
   を特徴とする軌条車両。
3. 請求項１に記載の軌条車両において、
   前記スライドガイドは、前記エネルギー吸収体の長手方向中間領域に対応して設けられていること、
   を特徴とする軌条車両。
4. 請求項１に記載の軌条車両において、
   前記エネルギー吸収体は、並列に配設された複数のエネルギー吸収体部分と前記エネルギー吸収体部分を支持する共通の支持板とを備えており、
   前記スライドガイドは前記共通の支持板の変位を案内すること、
   を特徴とする軌条車両。
5. 請求項１に記載の軌条車両において、
   前記衝突エネルギー吸収装置は、前記軌条車両としての先頭車両又は後尾車両の先頭領域に配置されていること、
   を特徴とする軌条車両。
6. 編成車両の先頭又は後尾に位置する軌条車両において、
   前記軌条車両の先頭領域の車体幅方向の両側位置に、それぞれ衝突エネルギー吸収装置を備え、
   前記衝突エネルギー吸収装置は、その圧壊方向を前記軌条車両の車体長手方向に揃えた複数のエネルギー吸収体を有しており、
   前記複数のエネルギー吸収体は連結部材によって互いに連結されており、前記連結部材が前記先頭領域においてスライドガイドによって案内されていること、
   を特徴とする軌条車両。
7. 請求項６に記載の軌条車両において、
   前記衝突エネルギー吸収装置は、前記圧壊方向を車体長手方向に一致させて、前記軌条車両の台枠の車体長手方向端部に設置されていること、
   を特徴とする軌条車両。
8. 請求項６に記載の軌条車両において、
   前記連結部材は前記複数のエネルギー吸収体を前記圧壊方向に連結する支持板であり、
   前記支持板の外周には案内筒が取り付けられており、
   前記案内筒はガイド筒板に前記案内筒の筒軸方向を前記ガイド筒板のガイド方向に揃えて嵌合しており、
   前記ガイド筒板は前記ガイド方向を前記軌条車両の前記車体長手方向に揃えて前記先頭領域の車体構成部材に取り付けられていること、
   を特徴とする軌条車両。
9. 衝突時に圧壊することにより衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を備えた衝突エネルギー吸収装置において、
   前記エネルギー吸収体がその圧壊時に生じる圧壊方向への変位をスライドガイドによって案内したこと、
   を特徴とする衝突エネルギー吸収装置。

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