JP3455205B2 - 車両間にエネルギー吸収構造を備えた列車編成 - Google Patents
車両間にエネルギー吸収構造を備えた列車編成Info
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- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G11/00—Buffers
- B61G11/16—Buffers absorbing shocks by permanent deformation of buffer element
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両間にエネル
ギー吸収構造を備えた列車編成、特にエネルギー吸収構
造の集合体としての列車編成に関するものである。
ギー吸収構造を備えた列車編成、特にエネルギー吸収構
造の集合体としての列車編成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、列車編成、例えば１２両編成の列
車編成１０１は、図６及び図７に示すように、複数の車
両Ａ１’〜Ａ１２’がそれらの間に設けられた連結器Ｂ
１〜Ｂ１１にて連結されて編成されている。そして、車
体の台枠に四角筒形状のエネルギー吸収要素が支持さ
れ、エネルギー吸収構造が形成されている。例えば先頭
車両とそれに続く後続車両との間においては、前記エネ
ルギー吸収要素１１’，１２’が、図７（ａ）（ｂ）に
示すように、連結器Ｂ１に連結される緩衝器１３，１４
の前方又は後方に配設されている。
車編成１０１は、図６及び図７に示すように、複数の車
両Ａ１’〜Ａ１２’がそれらの間に設けられた連結器Ｂ
１〜Ｂ１１にて連結されて編成されている。そして、車
体の台枠に四角筒形状のエネルギー吸収要素が支持さ
れ、エネルギー吸収構造が形成されている。例えば先頭
車両とそれに続く後続車両との間においては、前記エネ
ルギー吸収要素１１’，１２’が、図７（ａ）（ｂ）に
示すように、連結器Ｂ１に連結される緩衝器１３，１４
の前方又は後方に配設されている。
【０００３】そして、そのような構造において、出願人
は、蛇腹変形が安定して起こると共に、車体台枠同士の
衝突による衝突荷重及び加速度を和らげるために、衝撃
吸収部材すなわちエネルギー吸収要素の一辺の幅および
板厚の関係が、一定の式を満足するようにしたものを出
願しているが（特願２００１−３３４３１６号参照）、
列車編成全体のエネルギー吸収構造を有効に活用できる
ように配慮したものではない。
は、蛇腹変形が安定して起こると共に、車体台枠同士の
衝突による衝突荷重及び加速度を和らげるために、衝撃
吸収部材すなわちエネルギー吸収要素の一辺の幅および
板厚の関係が、一定の式を満足するようにしたものを出
願しているが（特願２００１−３３４３１６号参照）、
列車編成全体のエネルギー吸収構造を有効に活用できる
ように配慮したものではない。
【０００４】また、列車編成における車両間のエネルギ
ー吸収構造について、各種提案されている。 （１）例えば特開平７−２６７０８６号公報に記載され
るように、一方の車両に円筒形外表面を有する環状部品
を、他方の車両に前記円筒形外表面に対向する内部円筒
部を有する支持部品を設け、それら部品を環状連結部品
要素で連結すると共にそれらの間にエネルギー吸収手段
を設けたものが提案されている。 （２）特開２０００−３１３３３４号公報に記載される
ように、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような
衝突衝撃力を適切にリリースすることにより、車両の損
傷を低く抑えるために、連結器又は緩衝装置の使用限度
を超えるような衝突衝撃力が発生した場合において、そ
の緩衝装置に作用する荷重をリリースするリリース機構
として、連結器と緩衝装置との間の間隔を可変とするリ
ンク機構と、使用限度以下の衝撃力がリンク機構に作用
する際にそのリンク機構の動作を拘束し、使用限度を超
える衝撃力が作用した場合にはその動作の拘束を解除す
る拘束部材とを含むようにしたものが提案されている。 （３）特開２００１−２６０８８１号公報に記載される
ように、緩衝装置をホルダー収容部内に設け、ホルダー
の後端と後ストッパとの間に衝撃吸収部材を設け、連結
器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力が
車両に作用したときに、車体の損傷を抑制するために、
ホルダーがスライドして衝突エネルギーが衝撃吸収部材
の変形によって鳩首されるようにしたものが提案されて
いる。 （４）NEC TRAINSETS-PRACTICAL CONSIDERATIONS FOR T
HE INTRODUCTION OF A CRASH ENERGY MANAGEMENT SYSTE
M（Rail Vehicle Crashworthiness Symposium June24-2
6,1996）において、衝突エネルギー管理システム（CRAS
H ENERGY MANAGEMENT SYSTEM）が提案されている（同文
献 Fig.2.4参照）。この衝突エネルギー管理システムに
おいては、先頭車両と次の後続車両との車両間（1st In
terface）の吸収エネルギー容量を、もう１つ列車編成
の内側の車両間（2nd Interface）の吸収エネルギー容
量より大きくしている。これは、列車編成の端部の車両
間の方がそれより列車編成の内側の車両間よりも多くの
後続車両を有し、より多くの質量を支える必要があるた
め、列車編成の端部の車両間の方がエネルギー吸収容量
を高く設定していると考えられる。
ー吸収構造について、各種提案されている。 （１）例えば特開平７−２６７０８６号公報に記載され
るように、一方の車両に円筒形外表面を有する環状部品
を、他方の車両に前記円筒形外表面に対向する内部円筒
部を有する支持部品を設け、それら部品を環状連結部品
要素で連結すると共にそれらの間にエネルギー吸収手段
を設けたものが提案されている。 （２）特開２０００−３１３３３４号公報に記載される
ように、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような
衝突衝撃力を適切にリリースすることにより、車両の損
傷を低く抑えるために、連結器又は緩衝装置の使用限度
を超えるような衝突衝撃力が発生した場合において、そ
の緩衝装置に作用する荷重をリリースするリリース機構
として、連結器と緩衝装置との間の間隔を可変とするリ
ンク機構と、使用限度以下の衝撃力がリンク機構に作用
する際にそのリンク機構の動作を拘束し、使用限度を超
える衝撃力が作用した場合にはその動作の拘束を解除す
る拘束部材とを含むようにしたものが提案されている。 （３）特開２００１−２６０８８１号公報に記載される
ように、緩衝装置をホルダー収容部内に設け、ホルダー
の後端と後ストッパとの間に衝撃吸収部材を設け、連結
器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力が
車両に作用したときに、車体の損傷を抑制するために、
ホルダーがスライドして衝突エネルギーが衝撃吸収部材
の変形によって鳩首されるようにしたものが提案されて
いる。 （４）NEC TRAINSETS-PRACTICAL CONSIDERATIONS FOR T
HE INTRODUCTION OF A CRASH ENERGY MANAGEMENT SYSTE
M（Rail Vehicle Crashworthiness Symposium June24-2
6,1996）において、衝突エネルギー管理システム（CRAS
H ENERGY MANAGEMENT SYSTEM）が提案されている（同文
献 Fig.2.4参照）。この衝突エネルギー管理システムに
おいては、先頭車両と次の後続車両との車両間（1st In
terface）の吸収エネルギー容量を、もう１つ列車編成
の内側の車両間（2nd Interface）の吸収エネルギー容
量より大きくしている。これは、列車編成の端部の車両
間の方がそれより列車編成の内側の車両間よりも多くの
後続車両を有し、より多くの質量を支える必要があるた
め、列車編成の端部の車両間の方がエネルギー吸収容量
を高く設定していると考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報に記載の技術では、次のような課題がある。 （１）特開平７−２６７０８６号公報、特開２０００−
３１３３３４号公報および特開２００１−２６０８８１
号に記載の技術では、２つの車両間のエネルギー吸収構
造に関する技術であるが、列車編成で考えると、前記車
両間のエネルギー吸収構造は複数個存在し、これらエネ
ルギー吸収構造の集合体を、いかに有効に機能させるか
を解決させる技術ではない。 （２）前記文献に記載の技術（衝突エネルギー管理シス
テム）では、1st Interfaceのエネルギー吸収構造のエ
ネルギー吸収時の圧縮荷重を2nd Interfaceより小さく
設定すると、1st Interfaceのみ大きく圧縮変形し、2nd
Interfaceでのエネルギー吸収が有効に行われず、列車
編成全体でのエネルギー吸収容量を十分に高めることが
できない。
公報に記載の技術では、次のような課題がある。 （１）特開平７−２６７０８６号公報、特開２０００−
３１３３３４号公報および特開２００１−２６０８８１
号に記載の技術では、２つの車両間のエネルギー吸収構
造に関する技術であるが、列車編成で考えると、前記車
両間のエネルギー吸収構造は複数個存在し、これらエネ
ルギー吸収構造の集合体を、いかに有効に機能させるか
を解決させる技術ではない。 （２）前記文献に記載の技術（衝突エネルギー管理シス
テム）では、1st Interfaceのエネルギー吸収構造のエ
ネルギー吸収時の圧縮荷重を2nd Interfaceより小さく
設定すると、1st Interfaceのみ大きく圧縮変形し、2nd
Interfaceでのエネルギー吸収が有効に行われず、列車
編成全体でのエネルギー吸収容量を十分に高めることが
できない。
【０００６】逆に、列車編成において、中央部では、先
頭部よりも後続車両の数が少なくなることから、エネル
ギー吸収時の圧縮荷重を下げた方が衝突時の衝撃加速度
を下げることができ、有利であると考えられる。
頭部よりも後続車両の数が少なくなることから、エネル
ギー吸収時の圧縮荷重を下げた方が衝突時の衝撃加速度
を下げることができ、有利であると考えられる。
【０００７】この発明は、列車編成の端部における車両
間の圧縮を緩和する一方、列車編成の中央部における車
両間の圧縮を促進し、列車編成全体の衝撃吸収構造を有
効に活用できるエネルギー吸収構造の集合体としての列
車編成を提供することを目的とする。
間の圧縮を緩和する一方、列車編成の中央部における車
両間の圧縮を促進し、列車編成全体の衝撃吸収構造を有
効に活用できるエネルギー吸収構造の集合体としての列
車編成を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の車両を連結して編成すると共に、前記車両間にエネル
ギー吸収構造を備え、前記各エネルギー吸収構造のエネ
ルギー吸収容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量
（圧縮量の最大値）で除した値である車両間単位の平均
圧縮荷重を、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部の
車両間の方が小さくなるようにしているものである。こ
こで、「各車両間にエネルギー吸収構造を備え」とは、
各車両の端部間にエネルギー吸収構造を設けている場合
だけでなく、各車両の端部に、例えば連結器に連結され
るエネルギー吸収構造を組み込んで設けている場合も含
まれる。また、列車編成中央部の車両間と、それより外
側の車両間に区分するのは、鉄道車両が、双方向性を有
する交通機関であり、いずれの方向にも走行するためで
ある。
の車両を連結して編成すると共に、前記車両間にエネル
ギー吸収構造を備え、前記各エネルギー吸収構造のエネ
ルギー吸収容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量
（圧縮量の最大値）で除した値である車両間単位の平均
圧縮荷重を、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部の
車両間の方が小さくなるようにしているものである。こ
こで、「各車両間にエネルギー吸収構造を備え」とは、
各車両の端部間にエネルギー吸収構造を設けている場合
だけでなく、各車両の端部に、例えば連結器に連結され
るエネルギー吸収構造を組み込んで設けている場合も含
まれる。また、列車編成中央部の車両間と、それより外
側の車両間に区分するのは、鉄道車両が、双方向性を有
する交通機関であり、いずれの方向にも走行するためで
ある。
【０００９】このようにすれば、編成中央部の車両間の
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重が、編成端部寄りの
車両間の平均圧縮荷重より小さくなるように構成するこ
とで、編成中央部におけるエネルギー吸収構造の圧縮変
形が促進され、その中央部でのエネルギー吸収が増大す
る。これにより、編成端部における車両間のエネルギー
吸収構造の圧縮量が緩和される一方、編成中央部におけ
る車両間のエネルギー吸収構造の圧縮量が促進され、編
成全体に亘って車両間のエネルギー吸収構造が有効に活
用される。このように、列車編成全体にわたってバラン
スよく、車両間のエネルギー吸収構造の圧縮によるエネ
ルギー吸収が行われる。
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重が、編成端部寄りの
車両間の平均圧縮荷重より小さくなるように構成するこ
とで、編成中央部におけるエネルギー吸収構造の圧縮変
形が促進され、その中央部でのエネルギー吸収が増大す
る。これにより、編成端部における車両間のエネルギー
吸収構造の圧縮量が緩和される一方、編成中央部におけ
る車両間のエネルギー吸収構造の圧縮量が促進され、編
成全体に亘って車両間のエネルギー吸収構造が有効に活
用される。このように、列車編成全体にわたってバラン
スよく、車両間のエネルギー吸収構造の圧縮によるエネ
ルギー吸収が行われる。
【００１０】このように列車編成全体にわたってエネル
ギー吸収をバランスよく行うためには、請求項２に記載
のように、前記車両間のエネルギー吸収構造は、エネル
ギー吸収要素とそれの支持構造とからなり、前記エネル
ギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸収要素単体の圧
縮荷重の一方又は双方を変えることで、車両間単位の平
均圧縮荷重が、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部
の車両間の方が小さくなるようにすれば、簡単に実施さ
れる。
ギー吸収をバランスよく行うためには、請求項２に記載
のように、前記車両間のエネルギー吸収構造は、エネル
ギー吸収要素とそれの支持構造とからなり、前記エネル
ギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸収要素単体の圧
縮荷重の一方又は双方を変えることで、車両間単位の平
均圧縮荷重が、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部
の車両間の方が小さくなるようにすれば、簡単に実施さ
れる。
【００１１】請求項３の発明は、複数の車両を連結して
編成すると共に、前記車両間にエネルギー吸収構造を備
え、 Ａ．車両間単位の平均圧縮荷重（前記各エネルギー吸収
構造のエネルギー吸収容量を、そのエネルギー吸収構造
の最大圧縮量（圧縮量の最大値）で除した値）がすべて
の車両間で等しく構成し、 Ｂ．車両間単位で、後半部平均圧縮荷重（エネルギー吸
収構造の圧縮量が最大値の半分値から最大値になるまで
の間に前記エネルギー吸収構造が吸収するエネルギー容
量を、そのエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分値で
除した値）を、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最
大値の半分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重（圧
縮荷重の最大値）以上の値とすると共に、編成先頭車両
の先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値
となるようにしたものである。
編成すると共に、前記車両間にエネルギー吸収構造を備
え、 Ａ．車両間単位の平均圧縮荷重（前記各エネルギー吸収
構造のエネルギー吸収容量を、そのエネルギー吸収構造
の最大圧縮量（圧縮量の最大値）で除した値）がすべて
の車両間で等しく構成し、 Ｂ．車両間単位で、後半部平均圧縮荷重（エネルギー吸
収構造の圧縮量が最大値の半分値から最大値になるまで
の間に前記エネルギー吸収構造が吸収するエネルギー容
量を、そのエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分値で
除した値）を、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最
大値の半分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重（圧
縮荷重の最大値）以上の値とすると共に、編成先頭車両
の先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値
となるようにしたものである。
【００１２】このようにすれば、編成における各車両間
のエネルギー吸収構造は、衝突側においては、衝突後の
早い時間のうちに、前記エネルギー吸収構造の圧縮量が
それの最大圧縮量の半分値を超えて後半部分まで達する
のに対し、それより後側（衝突側より離れる側）におい
ては、その圧縮量が前記エネルギー吸収構造の最大圧縮
量の半分値まで達しない。
のエネルギー吸収構造は、衝突側においては、衝突後の
早い時間のうちに、前記エネルギー吸収構造の圧縮量が
それの最大圧縮量の半分値を超えて後半部分まで達する
のに対し、それより後側（衝突側より離れる側）におい
ては、その圧縮量が前記エネルギー吸収構造の最大圧縮
量の半分値まで達しない。
【００１３】このことから、車両間のエネルギー吸収構
造の最大圧縮量の半分値を境にして、後半部平均圧縮荷
重を、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半
分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重以上の値とす
ると共に、編成先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮
荷重以下の値となるようにすることで、実質的に後続車
両の車両間の圧縮荷重を小さくすることが実現される。
造の最大圧縮量の半分値を境にして、後半部平均圧縮荷
重を、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半
分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重以上の値とす
ると共に、編成先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮
荷重以下の値となるようにすることで、実質的に後続車
両の車両間の圧縮荷重を小さくすることが実現される。
【００１４】請求項３の発明においては、具体的には次
のように考えられる。 （先頭車両の先頭部の衝突）列車編成同士の衝突時にお
いて、先頭車両の先頭部のエネルギー吸収構造の圧縮に
要する時間ｔは、先頭車両の減速時における衝撃加速
度、衝突前の速度及び衝突後の速度をそれぞれ、Ａ，Ｖ
１，Ｖ２とすると、 ｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ａ となる。さらに、この式（１）は、同じ構成の列車編成
同士の衝突であれば、同じ質量の列車編成同士の衝突と
なるので、反発係数を０（衝突後は跳ね返らないで一体
となる）として、運動量保存の法則から、 Ｖ２＝０．５Ｖ１ となる。よって、 ｔ＝０．５Ｖ１／Ａ となる。 （後続車両の車両間の衝突）上記時間ｔの間に、後続車
両の車両間のエネルギー吸収構造の圧縮を進行させるた
めに車両間のエネルギー吸収構造の圧縮荷重を、圧縮量
がある値Ｄ１に達するまで、最大圧縮荷重を、先頭部の
平均圧縮荷重より低い値に設定する必要がある。
のように考えられる。 （先頭車両の先頭部の衝突）列車編成同士の衝突時にお
いて、先頭車両の先頭部のエネルギー吸収構造の圧縮に
要する時間ｔは、先頭車両の減速時における衝撃加速
度、衝突前の速度及び衝突後の速度をそれぞれ、Ａ，Ｖ
１，Ｖ２とすると、 ｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ａ となる。さらに、この式（１）は、同じ構成の列車編成
同士の衝突であれば、同じ質量の列車編成同士の衝突と
なるので、反発係数を０（衝突後は跳ね返らないで一体
となる）として、運動量保存の法則から、 Ｖ２＝０．５Ｖ１ となる。よって、 ｔ＝０．５Ｖ１／Ａ となる。 （後続車両の車両間の衝突）上記時間ｔの間に、後続車
両の車両間のエネルギー吸収構造の圧縮を進行させるた
めに車両間のエネルギー吸収構造の圧縮荷重を、圧縮量
がある値Ｄ１に達するまで、最大圧縮荷重を、先頭部の
平均圧縮荷重より低い値に設定する必要がある。
【００１５】そして、この時間ｔの間の圧縮量Ｄ１は、
先頭車両が速度Ｖ１から減速加速度Ａで速度Ｖ２＝０．
５Ｖ１に減速し、後続車両が速度Ｖ１で等速運動すると
して、 Ｄ１＝（Ｖ１−（Ｖ１＋Ｖ２）／２）×ｔ ＝０．２５×Ｖ１×ｔ ＝０．１２５×Ｖ１2／Ａ となる。
先頭車両が速度Ｖ１から減速加速度Ａで速度Ｖ２＝０．
５Ｖ１に減速し、後続車両が速度Ｖ１で等速運動すると
して、 Ｄ１＝（Ｖ１−（Ｖ１＋Ｖ２）／２）×ｔ ＝０．２５×Ｖ１×ｔ ＝０．１２５×Ｖ１2／Ａ となる。
【００１６】次に、先頭車両の衝突が終わり、速度がＶ
２に達した時間ｔの後（すなわち圧縮量がある値Ｄ１を
超えた後）は、先頭車両とほぼ同じ衝撃加速度Ａとなる
ように衝撃吸収構造の圧縮荷重を先頭車両の圧縮荷重に
近い値まで増加させる。そして、この部分の圧縮量Ｄ２
は、この部分の圧縮が終了するまでに要する時間Ｔが Ｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ａ ＝０．５Ｖ１／Ａ となること、および先頭車両が速度Ｖ２で等速運動し、
後続車両が速度Ｖ１から速度Ｖ２まで、減速加速度Ａで
減速することから、 Ｄ２＝｛（Ｖ１＋Ｖ２）／２−Ｖ１｝×Ｔ ＝０．１２５×Ｖ１2／Ａ ＝Ｄ１ となる。
２に達した時間ｔの後（すなわち圧縮量がある値Ｄ１を
超えた後）は、先頭車両とほぼ同じ衝撃加速度Ａとなる
ように衝撃吸収構造の圧縮荷重を先頭車両の圧縮荷重に
近い値まで増加させる。そして、この部分の圧縮量Ｄ２
は、この部分の圧縮が終了するまでに要する時間Ｔが Ｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ａ ＝０．５Ｖ１／Ａ となること、および先頭車両が速度Ｖ２で等速運動し、
後続車両が速度Ｖ１から速度Ｖ２まで、減速加速度Ａで
減速することから、 Ｄ２＝｛（Ｖ１＋Ｖ２）／２−Ｖ１｝×Ｔ ＝０．１２５×Ｖ１2／Ａ ＝Ｄ１ となる。
【００１７】以上から、車両間のエネルギー吸収構造の
圧縮量が最大圧縮量Ｄ（＝Ｄ１＋Ｄ２＝２×Ｄ２）の半
分値から最大値になるまでの間の圧縮量（Ｄ２＝０．５
×Ｄ）の平均圧縮荷重（すなわち後半部平均圧縮荷重）
を、先頭部の平均圧縮荷重とほぼ等しい値かあるいはや
や小さい値（すなわち編成先頭部のエネルギー吸収構造
の平均圧縮荷重以下の値）とし、前半部分の最大圧縮荷
重（車両間のエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分値
を境にして、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最大
値の半分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重）をそ
れより小さい値とすることで、先頭車両における圧縮量
の緩和と後続車両における圧縮量の促進がなされる。そ
の結果、列車編成全体としてエネルギー吸収構造を有効
に活用することが可能となる。
圧縮量が最大圧縮量Ｄ（＝Ｄ１＋Ｄ２＝２×Ｄ２）の半
分値から最大値になるまでの間の圧縮量（Ｄ２＝０．５
×Ｄ）の平均圧縮荷重（すなわち後半部平均圧縮荷重）
を、先頭部の平均圧縮荷重とほぼ等しい値かあるいはや
や小さい値（すなわち編成先頭部のエネルギー吸収構造
の平均圧縮荷重以下の値）とし、前半部分の最大圧縮荷
重（車両間のエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分値
を境にして、エネルギー吸収構造の圧縮量が０から最大
値の半分値になるまでの間に生じる最大圧縮荷重）をそ
れより小さい値とすることで、先頭車両における圧縮量
の緩和と後続車両における圧縮量の促進がなされる。そ
の結果、列車編成全体としてエネルギー吸収構造を有効
に活用することが可能となる。
【００１８】前述したように、最大圧縮量の半分値を境
にして圧縮荷重を段階的に変化させるためには、請求項
４に記載のように、前記エネルギー吸収構造は、複数個
のエネルギー吸収要素とそられの支持構造とからなり、
前記複数個のエネルギー吸収要素はそれぞれ圧縮変形時
の圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置され、前
記複数個のエネルギー吸収要素は、前記エネルギー吸収
要素のいずれかに圧縮量が生じた後で、圧縮変形を開始
するものを有する構成とすることで実現できる。
にして圧縮荷重を段階的に変化させるためには、請求項
４に記載のように、前記エネルギー吸収構造は、複数個
のエネルギー吸収要素とそられの支持構造とからなり、
前記複数個のエネルギー吸収要素はそれぞれ圧縮変形時
の圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置され、前
記複数個のエネルギー吸収要素は、前記エネルギー吸収
要素のいずれかに圧縮量が生じた後で、圧縮変形を開始
するものを有する構成とすることで実現できる。
【００１９】また、請求項５に記載のように、前記エネ
ルギー吸収構造は、圧縮荷重が異なる複数個のエネルギ
ー吸収要素とそれらの支持構造とからなり、前記複数個
のエネルギー吸収要素は、直列に配置される構成とする
こともできる。「圧縮荷重が異なる」とは、エネルギ吸
収要素を四角筒形状とし、板厚を変えることなどによっ
て圧縮荷重を異ならせることを意味する。
ルギー吸収構造は、圧縮荷重が異なる複数個のエネルギ
ー吸収要素とそれらの支持構造とからなり、前記複数個
のエネルギー吸収要素は、直列に配置される構成とする
こともできる。「圧縮荷重が異なる」とは、エネルギ吸
収要素を四角筒形状とし、板厚を変えることなどによっ
て圧縮荷重を異ならせることを意味する。
【００２０】請求項６に記載のように、前記エネルギー
吸収構造は、エネルギー吸収要素とそれの支持構造とか
らなり、前記エネルギー吸収要素は、圧縮荷重が圧縮変
形の途中から段階的に大きくなる特性を有する構成とし
てもよい。これは、請求項５における複数個のエネルギ
吸収要素を一体化したものをエネルギ吸収要素とするも
ので、簡単な構造で実現することができる。
吸収構造は、エネルギー吸収要素とそれの支持構造とか
らなり、前記エネルギー吸収要素は、圧縮荷重が圧縮変
形の途中から段階的に大きくなる特性を有する構成とし
てもよい。これは、請求項５における複数個のエネルギ
吸収要素を一体化したものをエネルギ吸収要素とするも
ので、簡単な構造で実現することができる。
【００２１】さらに、請求項１の発明と請求項３の発明
とを組み合わせて、請求項７に記載のように、複数の車
両を連結して編成すると共に、前記車両間にエネルギー
吸収構造を備え、前記各エネルギー吸収構造のエネルギ
ー吸収容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量で除
した値である車両間単位の平均圧縮荷重が、編成端部寄
りの車両間よりも編成中央部の車両間の方が小さくなる
ように構成され、かつ、前記車両間のエネルギー吸収構
造のうち１箇所以上の車両間のエネルギー吸収構造が、
エネルギー吸収構造の圧縮量が最大値の半分値から最大
値になるまでの間にエネルギー吸収構造が吸収するエネ
ルギー容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半
分値で除した値である後半部平均圧縮荷重を、エネルギ
ー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半分値になるまで
の間に生じる最大圧縮荷重以上の値とすると共に、編成
端部のエネルギー吸収構造のエネルギー吸収容量をその
エネルギー吸収構造の圧縮量で除した値である編成先頭
部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となる
ようにすることもできる。
とを組み合わせて、請求項７に記載のように、複数の車
両を連結して編成すると共に、前記車両間にエネルギー
吸収構造を備え、前記各エネルギー吸収構造のエネルギ
ー吸収容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量で除
した値である車両間単位の平均圧縮荷重が、編成端部寄
りの車両間よりも編成中央部の車両間の方が小さくなる
ように構成され、かつ、前記車両間のエネルギー吸収構
造のうち１箇所以上の車両間のエネルギー吸収構造が、
エネルギー吸収構造の圧縮量が最大値の半分値から最大
値になるまでの間にエネルギー吸収構造が吸収するエネ
ルギー容量をそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半
分値で除した値である後半部平均圧縮荷重を、エネルギ
ー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半分値になるまで
の間に生じる最大圧縮荷重以上の値とすると共に、編成
端部のエネルギー吸収構造のエネルギー吸収容量をその
エネルギー吸収構造の圧縮量で除した値である編成先頭
部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となる
ようにすることもできる。
【００２２】その場合には、前述した場合と同様に、請
求項８に記載のように、前記車両間のエネルギー吸収構
造は、エネルギー吸収要素とそれの支持構造とからな
り、前記エネルギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸
収要素単体の圧縮荷重の一方又は双方を変えることで、
車両間単位の平均圧縮荷重が、編成端部の寄りの車両間
よりも編成中央部の車両間の方が小さくなるようにすれ
ばよい。そして、請求項９に記載のように、前記１箇所
以上の車両間のエネルギー吸収構造は、複数個のエネル
ギー吸収要素がそれぞれ圧縮変形時の圧縮荷重が足し合
わされるように並列に配置され、前記複数個のエネルギ
ー吸収要素は、前記エネルギー吸収要素のいずれかに圧
縮量が生じた後で、圧縮変形を開始するものを有するよ
うにしたり、請求項１０に記載のように、前記１箇所以
上の車両間のエネルギー吸収構造は、圧縮荷重の異なる
複数個のエネルギー吸収要素を直列に配置して構成され
るようにしたり、請求項１１に記載のように、前記１箇
所以上の車両間のエネルギー吸収構造のエネルギー吸収
要素は、圧縮荷重が圧縮変形の途中から段階的に大きく
なる特性を有するようにすればよい。
求項８に記載のように、前記車両間のエネルギー吸収構
造は、エネルギー吸収要素とそれの支持構造とからな
り、前記エネルギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸
収要素単体の圧縮荷重の一方又は双方を変えることで、
車両間単位の平均圧縮荷重が、編成端部の寄りの車両間
よりも編成中央部の車両間の方が小さくなるようにすれ
ばよい。そして、請求項９に記載のように、前記１箇所
以上の車両間のエネルギー吸収構造は、複数個のエネル
ギー吸収要素がそれぞれ圧縮変形時の圧縮荷重が足し合
わされるように並列に配置され、前記複数個のエネルギ
ー吸収要素は、前記エネルギー吸収要素のいずれかに圧
縮量が生じた後で、圧縮変形を開始するものを有するよ
うにしたり、請求項１０に記載のように、前記１箇所以
上の車両間のエネルギー吸収構造は、圧縮荷重の異なる
複数個のエネルギー吸収要素を直列に配置して構成され
るようにしたり、請求項１１に記載のように、前記１箇
所以上の車両間のエネルギー吸収構造のエネルギー吸収
要素は、圧縮荷重が圧縮変形の途中から段階的に大きく
なる特性を有するようにすればよい。
【００２３】このようにすれば、請求項１の発明と請求
項３の発明を組み合わせた構成が、簡便な構造で、しか
も少ない部品数で実現することができる。特に、車端部
の主構造の外側に、例えば四角筒状の衝撃吸収部材を追
加することが、１つの列車編成内の車両間ごとに平均圧
縮荷重を変え、かつ車両間のエネルギー吸収構造の最大
圧縮量の半分値を境にして、後部平均圧縮荷重を、エネ
ルギー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半分値になる
までの間（前半部分）に生じる最大圧縮荷重以上の値と
すると共に、編成先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧
縮荷重以下の値とするのに、特に有効である。
項３の発明を組み合わせた構成が、簡便な構造で、しか
も少ない部品数で実現することができる。特に、車端部
の主構造の外側に、例えば四角筒状の衝撃吸収部材を追
加することが、１つの列車編成内の車両間ごとに平均圧
縮荷重を変え、かつ車両間のエネルギー吸収構造の最大
圧縮量の半分値を境にして、後部平均圧縮荷重を、エネ
ルギー吸収構造の圧縮量が０から最大値の半分値になる
までの間（前半部分）に生じる最大圧縮荷重以上の値と
すると共に、編成先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧
縮荷重以下の値とするのに、特に有効である。
【００２４】
【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。
【００２５】図１は本発明に係る列車編成の概略説明
図、図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ、先頭車両とそれの次
の車両との連結部分（車両の端部及び車両間）のエネル
ギー吸収構造を示す平面図及び側面図である。
図、図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ、先頭車両とそれの次
の車両との連結部分（車両の端部及び車両間）のエネル
ギー吸収構造を示す平面図及び側面図である。
【００２６】本発明に係る列車編成の一例を図１に示す
が、その列車編成は、複数の車両Ａ１〜Ａ１２がそれら
の間に設けられた連結器Ｂ１〜Ｂ１１にて連結されて構
成されると共に記車両間にエネルギー吸収構造Ｓ１２〜
Ｓ１１２を備える。なお、列車編成の端部を構成する車
両Ａ１，Ａ１２の端部にも、エネルギー吸収構造Ｓ１
１，Ｓ１２２を備える。
が、その列車編成は、複数の車両Ａ１〜Ａ１２がそれら
の間に設けられた連結器Ｂ１〜Ｂ１１にて連結されて構
成されると共に記車両間にエネルギー吸収構造Ｓ１２〜
Ｓ１１２を備える。なお、列車編成の端部を構成する車
両Ａ１，Ａ１２の端部にも、エネルギー吸収構造Ｓ１
１，Ｓ１２２を備える。
【００２７】第１両目と第２両目との車両Ａ１，Ａ２
間、及びＡ２〜Ａ５間、Ａ８〜Ａ１２間について見れ
ば、前記エネルギー吸収構造（Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２
〜Ｓ１１２）は、図２（ａ）（ｂ）に示すように構成さ
れる。すなわち、前記連結器Ｂ１にて連結される車両Ａ
１の緩衝器１３の前方及び車両Ａ２の緩衝器１４の後方
に配設されるエネルギー吸収要素１１，１２が、台枠の
中梁間に設けられた伴板モリを支持構造として支持され
る。それと共に、台枠端部を支持構造としたエネルギー
吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２を有し、連結器Ｂ１が連結され
た状態で、それらの先端に隙間ができるように対向して
取り付けられている。そして、衝突により蛇腹変形が可
能なるように四角筒形状に形成され、その蛇腹変形のき
っかけとなるスリットも設けられている。
間、及びＡ２〜Ａ５間、Ａ８〜Ａ１２間について見れ
ば、前記エネルギー吸収構造（Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２
〜Ｓ１１２）は、図２（ａ）（ｂ）に示すように構成さ
れる。すなわち、前記連結器Ｂ１にて連結される車両Ａ
１の緩衝器１３の前方及び車両Ａ２の緩衝器１４の後方
に配設されるエネルギー吸収要素１１，１２が、台枠の
中梁間に設けられた伴板モリを支持構造として支持され
る。それと共に、台枠端部を支持構造としたエネルギー
吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２を有し、連結器Ｂ１が連結され
た状態で、それらの先端に隙間ができるように対向して
取り付けられている。そして、衝突により蛇腹変形が可
能なるように四角筒形状に形成され、その蛇腹変形のき
っかけとなるスリットも設けられている。
【００２８】すなわち、前記複数個のエネルギー吸収要
素１１，１２，Ｃ１１，Ｃ１２はそれぞれ圧縮変形時の
圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置され、前記
複数個のエネルギー吸収要素は、前記エネルギー吸収要
素のいずれかに（本例ではエネルギー吸収要素１１，１
２に）圧縮量が生じた後で、残りのエネルギー吸収要素
Ｃ１１，Ｃ１２が圧縮変形を開始することになる。つま
り、エネルギー吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２をそれらの先端
に隙間ができるように対向して取り付けることで、前記
エネルギー吸収要素１１，１２に一定量の圧縮量が生じ
た後で、エネルギー吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２が、それら
の先端部の間の隙間がなくなって、圧縮変形を開始する
ように構成されている。
素１１，１２，Ｃ１１，Ｃ１２はそれぞれ圧縮変形時の
圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置され、前記
複数個のエネルギー吸収要素は、前記エネルギー吸収要
素のいずれかに（本例ではエネルギー吸収要素１１，１
２に）圧縮量が生じた後で、残りのエネルギー吸収要素
Ｃ１１，Ｃ１２が圧縮変形を開始することになる。つま
り、エネルギー吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２をそれらの先端
に隙間ができるように対向して取り付けることで、前記
エネルギー吸収要素１１，１２に一定量の圧縮量が生じ
た後で、エネルギー吸収要素Ｃ１１，Ｃ１２が、それら
の先端部の間の隙間がなくなって、圧縮変形を開始する
ように構成されている。
【００２９】これにより、車両間のエネルギー吸収構造
の最大圧縮量の半分値を境にして、圧縮荷重を段階的に
変えることができる。
の最大圧縮量の半分値を境にして、圧縮荷重を段階的に
変えることができる。
【００３０】次に、車両Ａ５〜Ａ８間のエネルギー吸収
構造Ｓ５２，Ｓ６２，Ｓ７２についてであるが、エネル
ギー吸収要素は台枠端部になく、伴板モリのみに存在す
る。これによって車両間のエネルギー吸収構造の平均圧
縮荷重（エネルギー吸収構造の最大圧縮量でもって、前
記エネルギー吸収構造の吸収エネルギー容量を除した
値）は、列車編成中央部の車両間の方が、列車編成中央
より外側（前後側）の編成端部よりの車両間よりも小さ
くなるように設定されている。
構造Ｓ５２，Ｓ６２，Ｓ７２についてであるが、エネル
ギー吸収要素は台枠端部になく、伴板モリのみに存在す
る。これによって車両間のエネルギー吸収構造の平均圧
縮荷重（エネルギー吸収構造の最大圧縮量でもって、前
記エネルギー吸収構造の吸収エネルギー容量を除した
値）は、列車編成中央部の車両間の方が、列車編成中央
より外側（前後側）の編成端部よりの車両間よりも小さ
くなるように設定されている。
【００３１】上記のように構成すれば、列車編成中央部
における圧縮量が増大し、その中央部でのエネルギー吸
収が、従来に比べて増大する。これにより、従来列車編
成の先頭部で吸収されていたエネルギーの一部が列車編
成の中央部で吸収されるようになり、列車編成の先頭部
におけるエネルギー吸収の負担が軽くなるので、列車編
成の先頭部における車両間の圧縮が緩和され、列車編成
の一部に片寄ることなく、列車編成の全長にわたってバ
ランスよくエネルギー吸収が行われる。
における圧縮量が増大し、その中央部でのエネルギー吸
収が、従来に比べて増大する。これにより、従来列車編
成の先頭部で吸収されていたエネルギーの一部が列車編
成の中央部で吸収されるようになり、列車編成の先頭部
におけるエネルギー吸収の負担が軽くなるので、列車編
成の先頭部における車両間の圧縮が緩和され、列車編成
の一部に片寄ることなく、列車編成の全長にわたってバ
ランスよくエネルギー吸収が行われる。
【００３２】図２に示す車両間のエネルギー吸収構造
（Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２〜Ｓ１１２）について圧縮荷
重と圧縮量の関係を解析した結果を、図３に細線で示
す。また、図７の車両間のエネルギー吸収構造につい
て、エネルギー吸収要素の板厚をｔ６及びｔ９とした場
合の圧縮荷重と圧縮量の関係の解析結果を図３に破線と
実線とでそれぞれ示す。図２のエネルギー吸収構造に関
しては、前記車両間のエネルギー吸収構造の最大圧縮量
の半分値を境にして、後半部平均圧縮荷重を、先頭車両
の先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重（図４参
照）と等しいか、あるいはやや低い値となるとともに、
前半部分の最大圧縮荷重が後半部平均圧縮荷重より低い
値となっている。
（Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２〜Ｓ１１２）について圧縮荷
重と圧縮量の関係を解析した結果を、図３に細線で示
す。また、図７の車両間のエネルギー吸収構造につい
て、エネルギー吸収要素の板厚をｔ６及びｔ９とした場
合の圧縮荷重と圧縮量の関係の解析結果を図３に破線と
実線とでそれぞれ示す。図２のエネルギー吸収構造に関
しては、前記車両間のエネルギー吸収構造の最大圧縮量
の半分値を境にして、後半部平均圧縮荷重を、先頭車両
の先頭部のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重（図４参
照）と等しいか、あるいはやや低い値となるとともに、
前半部分の最大圧縮荷重が後半部平均圧縮荷重より低い
値となっている。
【００３３】また、図２及び図７のエネルギー吸収構造
を編成内で組み合わせることで、車両間単位の平均圧縮
荷重を、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部の車両
間の方が小さくなるように構成し、かつ、前記車両間の
エネルギー吸収構造のうち１箇所以上の車両間のエネル
ギー吸収構造を、後半部平均圧縮荷重を、編成先頭部の
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となるよう
に構成するとともに、前半部分の最大圧縮荷重を後半部
平均圧縮荷重より低い値となるように構成できる。
を編成内で組み合わせることで、車両間単位の平均圧縮
荷重を、編成端部寄りの車両間よりも編成中央部の車両
間の方が小さくなるように構成し、かつ、前記車両間の
エネルギー吸収構造のうち１箇所以上の車両間のエネル
ギー吸収構造を、後半部平均圧縮荷重を、編成先頭部の
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となるよう
に構成するとともに、前半部分の最大圧縮荷重を後半部
平均圧縮荷重より低い値となるように構成できる。
【００３４】尚、図２の車両間のエネルギー吸収構造で
は、前記実施の形態において、前記複数個のエネルギー
吸収要素１１，１２，Ｃ１１，Ｃ１２はそれぞれ圧縮変
形時の圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置し、
前記複数個のエネルギー吸収要素が、前記エネルギー吸
収要素のいずれかに圧縮量が生じた後で、圧縮変形を開
始するものを有する構成としているが、本発明はそれに
限定されるものではなく、圧縮荷重が異なる複数個のエ
ネルギー吸収要素を直列に配置するようにしてもよい
し、それらを一体化して、圧縮荷重が圧縮変形の途中か
ら段階的に大きくなる特性を有する１つのエネルギ吸収
要素で構成するようにしてもよい。
は、前記実施の形態において、前記複数個のエネルギー
吸収要素１１，１２，Ｃ１１，Ｃ１２はそれぞれ圧縮変
形時の圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置し、
前記複数個のエネルギー吸収要素が、前記エネルギー吸
収要素のいずれかに圧縮量が生じた後で、圧縮変形を開
始するものを有する構成としているが、本発明はそれに
限定されるものではなく、圧縮荷重が異なる複数個のエ
ネルギー吸収要素を直列に配置するようにしてもよい
し、それらを一体化して、圧縮荷重が圧縮変形の途中か
ら段階的に大きくなる特性を有する１つのエネルギ吸収
要素で構成するようにしてもよい。
【００３５】続いて、列車編成中央部における車両間で
のエネルギー吸収を促進する効果を確認するために、図
３及び図４の各特性を用いて解析を行った。列車編成
中央部における車両間の平均圧縮荷重を、それの外側よ
り小さくした列車編成の場合（適用例１）、車両間の
平均圧縮荷重は一定（同じ）で、最大圧縮量の半分値を
境にして後半部平均圧縮荷重を前記先頭車両の先頭部の
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重と等しいか、あるい
はやや低い値となるように構成するとともに、前半部分
の最大圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低い値となる
ように構成した列車編成の場合（適用例２）、及び列
車編成中央部における車両間の平均圧縮荷重を、それの
外側より小さくすると共に、最大圧縮量の半分を境にし
て後半部平均圧縮荷重を先頭車両の先頭部のエネルギー
吸収構造の平均圧縮荷重と等しいか、あるいはやや低い
値となるように構成するとともに、前半部分の平均最大
圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低い値となるように
構成した列車編成の場合（適用例３）と、すべての車両
間の平均圧縮荷重が等しい従来の列車編成の場合につい
て、時速３５ｋｍ／ｈの列車編成が、止まっている同じ
構成の別の列車編成に衝突する条件の解析結果の比較
を、８両編成については表１及び表４に、１２両編成に
ついては表２及び表５に、１６両編成については表３及
び表６にそれぞれ示す。なお、解析は、図４に示す先頭
車両の先頭部の圧縮荷重の特性と図３に示す車両間の圧
縮荷重特性を非線形バネとし、図５に示すようなバネ質
点系のモデルで行った。なお、先頭部の平均圧縮荷重は
３２３５ｋＮである。
のエネルギー吸収を促進する効果を確認するために、図
３及び図４の各特性を用いて解析を行った。列車編成
中央部における車両間の平均圧縮荷重を、それの外側よ
り小さくした列車編成の場合（適用例１）、車両間の
平均圧縮荷重は一定（同じ）で、最大圧縮量の半分値を
境にして後半部平均圧縮荷重を前記先頭車両の先頭部の
エネルギー吸収構造の平均圧縮荷重と等しいか、あるい
はやや低い値となるように構成するとともに、前半部分
の最大圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低い値となる
ように構成した列車編成の場合（適用例２）、及び列
車編成中央部における車両間の平均圧縮荷重を、それの
外側より小さくすると共に、最大圧縮量の半分を境にし
て後半部平均圧縮荷重を先頭車両の先頭部のエネルギー
吸収構造の平均圧縮荷重と等しいか、あるいはやや低い
値となるように構成するとともに、前半部分の平均最大
圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低い値となるように
構成した列車編成の場合（適用例３）と、すべての車両
間の平均圧縮荷重が等しい従来の列車編成の場合につい
て、時速３５ｋｍ／ｈの列車編成が、止まっている同じ
構成の別の列車編成に衝突する条件の解析結果の比較
を、８両編成については表１及び表４に、１２両編成に
ついては表２及び表５に、１６両編成については表３及
び表６にそれぞれ示す。なお、解析は、図４に示す先頭
車両の先頭部の圧縮荷重の特性と図３に示す車両間の圧
縮荷重特性を非線形バネとし、図５に示すようなバネ質
点系のモデルで行った。なお、先頭部の平均圧縮荷重は
３２３５ｋＮである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】まず、８両編成の場合には、表１に示すよ
うに、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造の圧
縮量が、エネルギー吸収構造の最大圧縮量（圧縮量の最
大値）である５００ｍｍを超えている箇所が１箇所（１
両目と２両目の車両間）ある。そして、そのエネルギー
吸収構造の最大圧縮量を超える圧縮量に達すると、急激
に圧縮荷重が高まる（通常、居住区を保護するために居
住区の圧縮荷重は高く設計する）ために、表４に示すよ
うに、最大６．４Ｇの衝撃加速度が生じている。これに
対し、適用例１〜３では、列車編成中央部での車両間の
エネルギー吸収構造の圧縮量が増大し、中央部でのエネ
ルギー吸収量が増えたため、列車編成の先頭部側での車
両間のエネルギー吸収構造の圧縮量が緩和され、すべて
の車両間でエネルギー吸収構造の圧縮量が、エネルギー
吸収構造の最大圧縮量以下の値となっていることがわか
る。この結果、本発明に係る適用例１〜３では、それぞ
れ衝撃加速度が４．７Ｇ，４．７Ｇ，４．６Ｇまで低減
されている。
うに、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造の圧
縮量が、エネルギー吸収構造の最大圧縮量（圧縮量の最
大値）である５００ｍｍを超えている箇所が１箇所（１
両目と２両目の車両間）ある。そして、そのエネルギー
吸収構造の最大圧縮量を超える圧縮量に達すると、急激
に圧縮荷重が高まる（通常、居住区を保護するために居
住区の圧縮荷重は高く設計する）ために、表４に示すよ
うに、最大６．４Ｇの衝撃加速度が生じている。これに
対し、適用例１〜３では、列車編成中央部での車両間の
エネルギー吸収構造の圧縮量が増大し、中央部でのエネ
ルギー吸収量が増えたため、列車編成の先頭部側での車
両間のエネルギー吸収構造の圧縮量が緩和され、すべて
の車両間でエネルギー吸収構造の圧縮量が、エネルギー
吸収構造の最大圧縮量以下の値となっていることがわか
る。この結果、本発明に係る適用例１〜３では、それぞ
れ衝撃加速度が４．７Ｇ，４．７Ｇ，４．６Ｇまで低減
されている。
【００４３】次に、１２両編成の場合には、表２に示す
ように、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造の
圧縮量がエネルギー吸収構造の最大圧縮量である５００
ｍｍを超えている個所が３箇所（１両目と２両目の車両
間、２両目と３両目の車両間、３両目と４両目の車両
間）あり、表５に示すように最大７．７Ｇの大きな衝撃
加速度が生じている。これに対し、適用例１〜３では、
エネルギー吸収構造の圧縮量がエネルギー吸収構造の最
大圧縮量を超えているのは、適用例１の、１両目と２両
目の車両間の一箇所のみである。この結果、本発明に係
る適用例１〜３では、それぞれ、衝撃加速度が６．５
Ｇ，４．８Ｇ，４．８Ｇまで大きく低減されている。
ように、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造の
圧縮量がエネルギー吸収構造の最大圧縮量である５００
ｍｍを超えている個所が３箇所（１両目と２両目の車両
間、２両目と３両目の車両間、３両目と４両目の車両
間）あり、表５に示すように最大７．７Ｇの大きな衝撃
加速度が生じている。これに対し、適用例１〜３では、
エネルギー吸収構造の圧縮量がエネルギー吸収構造の最
大圧縮量を超えているのは、適用例１の、１両目と２両
目の車両間の一箇所のみである。この結果、本発明に係
る適用例１〜３では、それぞれ、衝撃加速度が６．５
Ｇ，４．８Ｇ，４．８Ｇまで大きく低減されている。
【００４４】最後に、１６両編成の場合には、表３に示
すように、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造
の圧縮量がエネルギー吸収構造の最大圧縮量である５０
０ｍｍを超えている個所が４箇所（１両目と２両目の車
両間、２両目と３両目の車両間、３両目と４両目の車両
間、４両目と５両目の車両間）あり、表６に示すよう
に、最大１０．４Ｇ（３両目）の大きな衝撃加速度が生
じている。これに対し、本発明に係る適用例１〜３で
は、車両間のエネルギー吸収構造の圧縮量がエネルギー
吸収構造の最大圧縮量を超えているのは適用例１の２箇
所のみである。この結果、本発明の適用例１〜３ではそ
れぞれ衝撃加速度が８Ｇ，４．７Ｇ，４．６Ｇまで低減
されている。
すように、従来構造では、車両間のエネルギー吸収構造
の圧縮量がエネルギー吸収構造の最大圧縮量である５０
０ｍｍを超えている個所が４箇所（１両目と２両目の車
両間、２両目と３両目の車両間、３両目と４両目の車両
間、４両目と５両目の車両間）あり、表６に示すよう
に、最大１０．４Ｇ（３両目）の大きな衝撃加速度が生
じている。これに対し、本発明に係る適用例１〜３で
は、車両間のエネルギー吸収構造の圧縮量がエネルギー
吸収構造の最大圧縮量を超えているのは適用例１の２箇
所のみである。この結果、本発明の適用例１〜３ではそ
れぞれ衝撃加速度が８Ｇ，４．７Ｇ，４．６Ｇまで低減
されている。
【００４５】特に、前記適用例３は、エネルギー吸収要
素を減らしているにもかかわらず、前記適用例２と比較
してほぼ同じか、わずかばかり低い衝撃加速度となる。
素を減らしているにもかかわらず、前記適用例２と比較
してほぼ同じか、わずかばかり低い衝撃加速度となる。
【００４６】
【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。
【００４７】請求項１の発明は、列車編成中央部での車
両間の平均圧縮荷重を、その外側の車両間の平均圧縮荷
重より小さくすることで、列車編成中央部における車両
間の圧縮量を促進し、その中央部でのエネルギー吸収を
増大するようにしているので、列車編成端部における車
両間の圧縮量を緩和することができ、列車編成全体のエ
ネルギー吸収構造を有効に活用することが可能となる。
両間の平均圧縮荷重を、その外側の車両間の平均圧縮荷
重より小さくすることで、列車編成中央部における車両
間の圧縮量を促進し、その中央部でのエネルギー吸収を
増大するようにしているので、列車編成端部における車
両間の圧縮量を緩和することができ、列車編成全体のエ
ネルギー吸収構造を有効に活用することが可能となる。
【００４８】請求項２に記載のようにすれば、簡単な構
造で、請求項１の発明を実現できる。
造で、請求項１の発明を実現できる。
【００４９】請求項３の発明は、車両間のエネルギー吸
収構造の最大圧縮量の半分値を境にして、後半部平均圧
縮荷重を先頭車両の先頭部のエネルギー吸収構造の平均
圧縮荷重と等しい値とするかあるいはやや低い値で、か
つ前半部分の最大圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低
い値となるように構成し、列車編成の衝突側の車両間の
エネルギー吸収構造の圧縮量が、衝突後の早い時間にそ
れの最大圧縮量の半分値より後半部分まで進むのに対
し、その後続車両間のエネルギー吸収構造ではその圧縮
量がその最大圧縮量の半分値まで達しないので、実質的
に後続車両の車両間の圧縮荷重を小さくすることにな
り、列車編成中央部の車両間でのエネルギー吸収を増大
させることができる。
収構造の最大圧縮量の半分値を境にして、後半部平均圧
縮荷重を先頭車両の先頭部のエネルギー吸収構造の平均
圧縮荷重と等しい値とするかあるいはやや低い値で、か
つ前半部分の最大圧縮荷重を後半部平均圧縮荷重より低
い値となるように構成し、列車編成の衝突側の車両間の
エネルギー吸収構造の圧縮量が、衝突後の早い時間にそ
れの最大圧縮量の半分値より後半部分まで進むのに対
し、その後続車両間のエネルギー吸収構造ではその圧縮
量がその最大圧縮量の半分値まで達しないので、実質的
に後続車両の車両間の圧縮荷重を小さくすることにな
り、列車編成中央部の車両間でのエネルギー吸収を増大
させることができる。
【００５０】請求項４〜請求項６に記載ようにすれば、
簡単な構造で、請求項７の発明を容易に実現できる。
簡単な構造で、請求項７の発明を容易に実現できる。
【００５１】請求項７の発明は、請求項１の発明と請求
項３の発明との組み合わせるもので、より有効に列車編
成全体のエネルギー吸収構造を活用することが可能とな
る。
項３の発明との組み合わせるもので、より有効に列車編
成全体のエネルギー吸収構造を活用することが可能とな
る。
【００５２】請求項８〜請求項１１に記載ようにすれ
ば、簡単な構造で、請求項７の発明を容易に実現でき
る。
ば、簡単な構造で、請求項７の発明を容易に実現でき
る。
【図１】本発明に係る列車編成の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図２】図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明に係る列車
編成における車両間のエネルギー吸収構造の一例を示す
説明図である。
編成における車両間のエネルギー吸収構造の一例を示す
説明図である。
【図３】車両間のエネルギ吸収構造の圧縮量と圧縮荷重
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図４】先頭車両のエネルギ吸収構造の圧縮量と圧縮荷
重との関係を示す図である。
重との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る列車編成をモデル化したバネ質点
系解析モデルを示す説明図である。
系解析モデルを示す説明図である。
【図６】従来の列車編成の一例を示す説明図である。
【図７】従来の列車編成における車両間のエネルギー吸
収構造の一例を示す説明図である。
収構造の一例を示す説明図である。
１１，１２ エネルギー吸収要素
１３，１４ 緩衝器
１５，１６ 台車枠
Ａ１〜Ａ１２ 車両
Ｂ１〜Ｂ１１ 連結器
Ｃ１１〜Ｃ４２，Ｃ５１〜Ｃ８２ エネルギー吸収要
素 Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２〜Ｓ１１２ エネルギー吸収
構造
素 Ｓ１２〜Ｓ４２，Ｓ８２〜Ｓ１１２ エネルギー吸収
構造
─────────────────────────────────────────────────────
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(72)発明者 山口 秀行
兵庫県明石市川崎町１番１号 川重テク
ノサービス株式会社内
(56)参考文献 特開2000−313334（ＪＰ，Ａ)
特開2001−260881（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−267086（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B61G 9/00 - 9/24
B61G 11/00 - 11/18
B61F 19/04
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の車両を連結して編成すると共に、
前記車両間にエネルギー吸収構造を備え、 前記各エネルギー吸収構造のエネルギー吸収容量を、対
応する圧縮量すなわちエネルギー吸収構造の最大圧縮量
で除した値である車両間単位の平均圧縮荷重を、編成端
部寄りの車両間よりも編成中央部の車両間の方が小さく
なるようにしていることを特徴とする車両間にエネルギ
ー吸収構造を備えた列車編成。 - 【請求項２】 前記車両間のエネルギー吸収構造は、エ
ネルギー吸収要素とそれの支持構造とからなり、 前記エネルギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸収要
素単体の圧縮荷重の一方又は双方を変えることで、車両
間単位の平均圧縮荷重が、編成端部寄りの車両間よりも
編成中央部の車両間の方が小さくなるようにしている請
求項１記載の列車編成。 - 【請求項３】 複数の車両を連結して編成すると共に、
前記車両間にエネルギー吸収構造を備え、前記各エネル
ギー吸収構造のエネルギー吸収容量を、対応する圧縮量
すなわちそのエネルギー吸収構造の最大圧縮量で除した
値である車両間単位の平均圧縮荷重がすべての車両間で
等しく構成し、 車両間単位で、エネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分
値から最大値になるまでの間に前記エネルギー吸収構造
が吸収するエネルギー容量を、対応する圧縮量すなわち
エネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分値で除した値で
ある後半部平均圧縮荷重を、エネルギー吸収構造の圧縮
量が０から最大値の半分値になるまでの間に生じる最大
圧縮荷重以上の値とすると共に、編成先頭車両の先頭部
のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となるよ
うにしたことを特徴とする車両間にエネルギー吸収構造
を備えた列車編成。 - 【請求項４】 複数個のエネルギー吸収要素とそれらの
支持構造とからなり、 前記複数個のエネルギー吸収要素はそれぞれ圧縮変形時
の圧縮荷重が足し合わされるように並列に配置され、 前記エネルギー吸収要素のいずれかに圧縮量が生じた後
で、圧縮変形を開始するエネルギー吸収要素を有するエ
ネルギ吸収構造を備えた請求項３記載の列車編成。 - 【請求項５】 圧縮荷重が異なる複数個のエネルギー吸
収要素とそれらの支持構造とからなり、 前記複数個のエネルギー吸収要素は、直列に配置される
エネルギー吸収構造を備えた請求項３記載の列車編成。 - 【請求項６】 前記エネルギー吸収構造は、エネルギー
吸収要素とそれの支持構造とからなり、 前記エネルギー吸収要素は、圧縮荷重が圧縮変形の途中
から段階的に大きくなる特性を有するエネルギー吸収構
造を備えた請求項３記載の列車編成。 - 【請求項７】 複数の車両を連結して編成すると共に、
前記車両間にエネルギー吸収構造を備え、前記各エネル
ギー吸収構造のエネルギー吸収容量を、対応する圧縮量
すなわちエネルギー吸収構造の最大圧縮量で除した値で
ある車両間単位の平均圧縮荷重が、編成端部寄りの車両
間よりも編成中央部の車両間の方が小さくなるように構
成され、かつ、 前記車両間のエネルギー吸収構造のうち１箇所以上の車
両間のエネルギー吸収構造が、エネルギー吸収構造の圧
縮量が最大値の半分値から最大値になるまでの間にエネ
ルギー吸収構造が吸収するエネルギー容量を、対応する
圧縮量すなわちエネルギー吸収構造の最大圧縮量の半分
値で除した値である後半部平均圧縮荷重を、エネルギー
吸収構造の圧縮量が０から最大値の半分値になるまでの
間に生じる最大圧縮荷重以上の値とすると共に、編成端
部のエネルギー吸収構造のエネルギー吸収容量をそのエ
ネルギー吸収構造の圧縮量で除した値である編成先頭部
のエネルギー吸収構造の平均圧縮荷重以下の値となるよ
うにしたことを特徴とする車両間にエネルギー吸収構造
を備えた列車編成。 - 【請求項８】 前記車両間のエネルギー吸収構造は、エ
ネルギー吸収要素とそれの支持構造とからなり、 前記エネルギー吸収要素の数及び前記エネルギー吸収要
素単体の圧縮荷重の一方又は双方を変えることで、車両
間単位の平均圧縮荷重が、編成端部の寄りの車両間より
も編成中央部の車両間の方が小さくなるようにしている
請求項７記載の列車編成。 - 【請求項９】 前記１箇所以上の車両間のエネルギー吸
収構造は、 複数個のエネルギー吸収要素がそれぞれ圧縮変形時の圧
縮荷重が足し合わされるように並列に配置して構成さ
れ、前記エネルギー吸収要素のいずれかに圧縮量が生じ
た後で、圧縮変形を開始するエネルギー吸収要素を有す
る請求項８記載の列車編成。 - 【請求項１０】 前記１箇所以上の車両間のエネルギー
吸収構造は、圧縮荷重の異なる複数個のエネルギー吸収
要素を直列に配置して構成される請求項８記載の列車編
成。 - 【請求項１１】 前記１箇所以上の車両間のエネルギー
吸収構造のエネルギー吸収要素は、圧縮荷重が圧縮変形
の途中から段階的に大きくなる特性を有する請求項８記
載の列車編成。
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-
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-
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