JP7143244B2 - Impact energy absorption structure for railway vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両の正面に障害物が衝突したときの衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収構造に関する。
BACKGROUND OF THE
鉄道車両は、その運行中において、線路に侵入した自動車や他の鉄道車両などと衝突することがある。このような場合、鉄道車両は修理が困難又は不可能となるまで著しく損傷するおそれがある。そこで、鉄道の先頭車両の前部に衝突による衝撃を吸収する構造を設けることにより、鉄道車両の損傷を抑える技術が知られている。 A railroad vehicle may collide with an automobile or another railroad vehicle that has intruded on a railroad track during its operation. In such cases, railcars can be severely damaged to the point that repair is difficult or impossible. Therefore, there is known a technique for suppressing damage to railcars by providing a structure that absorbs the impact caused by a collision in the front part of the railroad car.
特許文献1には、鉄道車両の前部において、長手方向が車両進行方向と一致する複数のエネルギー吸収梁が車両幅方向に沿って並べられた構造が開示されている。これら複数の衝撃エネルギー梁は、衝突の際に座屈変形することによって衝突による衝撃を吸収し、鉄道車両の損傷の低減を行っている。エネルギー吸収梁を複数設けることによって、単一の場合と比べて、衝撃エネルギーの吸収性の向上を実現している。
ここで、エネルギー吸収梁の座屈変形時において、エネルギー吸収梁から鉄道車両の台枠及び構体に荷重が加わる。一般に、荷重には、座屈変形が始まる際の最大荷重と、規則的な座屈が進行する際の波形に変化する荷重(以下、平均荷重という)とが存在する。衝撃エネルギーの吸収には、平均荷重を伴うエネルギー吸収梁の規則的な座屈変形を利用するが、座屈変形の性質上最大荷重の発生は不可避である。 Here, at the time of buckling deformation of the energy absorbing beams, a load is applied from the energy absorbing beams to the underframe and structure of the railway vehicle. In general, loads include a maximum load when buckling deformation starts and a load that changes into a waveform when regular buckling progresses (hereinafter referred to as average load). To absorb the impact energy, regular buckling deformation of the energy absorbing beam with average load is used, but the occurrence of the maximum load is inevitable due to the nature of the buckling deformation.
特許文献1の構造では、複数のエネルギー吸収梁が同時に座屈変形を開始するため、最大荷重は梁の本数倍となり非常に大きくなる。鉄道車両が大きな荷重に耐えるためには車体の台枠や構体の構造を強化する必要があるが、そのような構造の車体は、例えば乗車スペースが削られるなど制約が多く、車両全体の重量も増加するため走行時の燃費が低下する。
In the structure of
また、平均荷重は、最大荷重を伴う最初の座屈変形以降、規則的に繰り返される複数回の座屈変形の際に発生する。そして、平均荷重の大きさは、エネルギー吸収梁が座屈変形するタイミングに合わせて荷重のピークが来るように波形の変化をする。特許文献1の構造のように複数のエネルギー吸収梁の座屈が同一タイミングで開始される場合、座屈開始後に起こるそれぞれの梁の座屈のタイミングはほぼ一致し、平均荷重のピークが現れるタイミングも一致する。すなわち、それぞれのエネルギー吸収梁から車体に加わる平均荷重の波形の位相はほぼ一致するため、全体として、梁の本数倍の大きさの平均荷重のピークが生じることとなる。したがって、複数のエネルギー吸収梁を設けることで衝撃エネルギーの吸収を十分に行える半面、座屈開始以後においても車体にかかる荷重は大きくなる。
Also, the average load occurs during multiple regularly repeated buckling deformations after the first buckling deformation with the maximum load. The magnitude of the average load changes in waveform so that the peak of the load comes in time with the buckling deformation of the energy absorbing beam. When buckling of a plurality of energy absorbing beams starts at the same timing as in the structure of
そこで、本発明の目的は、鉄道車両に障害物が衝突した際に、衝撃エネルギーを吸収しつつ、車体の台枠及び構体への最大荷重の低減及び平均荷重の平準化を実現する衝撃エネルギー吸収構造を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to reduce the maximum load on the underframe and body structure of the vehicle body and level the average load while absorbing the impact energy when an obstacle collides with the railway vehicle. It is to provide structure.
本発明に係る衝撃エネルギー吸収構造は、鉄道車両の前端部に配置された、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収構造であって、車両幅方向に延びた第1ベースと、前記車両幅方向に延び且つ前記第1ベースよりも車両長手方向の後方に配置された第2ベースと、前記第1ベースと前記第2ベースとの間において、前記車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが前記車両長手方向に平行である第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とを含む複数のエネルギー吸収梁と、前記複数のエネルギー吸収梁の少なくとも1つのエネルギー吸収梁の先端と前記第1ベースの後端面との間に配置され、且つ、前記複数のエネルギー吸収梁よりも前記車両長手方向の座屈荷重が小さいアダプターと、を備えており、前記第1ベースの後面及び前記第2ベースの先端面が平坦であり、前記複数のエネルギー吸収梁の後端は、前記第2ベースの先端面に支持され、前記第1エネルギー吸収梁は、前記第2エネルギー吸収梁よりも、前記車両長手方向に沿った長さが長く、前記第1ベースの後端面と前記第1エネルギー吸収梁の先端との間の距離が、前記第1ベースの後端面と前記第2エネルギー吸収梁の先端との間の距離より小さく、前記第2エネルギー吸収梁の先端は、前記第1ベースから離隔し、前記アダプターの少なくとも1つは、前記第1ベースと前記第2エネルギー吸収梁とに支持されており、前記複数のエネルギー吸収梁および前記アダプターは、前記車両長手方向に沿った長さが同じもの同士が前記車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称に位置するように配置され、前記中心線に近いほど、前記エネルギー吸収梁の前記車両長手方向に沿った長さが短く且つ前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さが長いことを特徴とする。
また、上記構成において、複数の前記エネルギー吸収梁が、第3エネルギー吸収梁をさらに含み、前記第3エネルギー吸収梁の後端は、前記第2ベースの先端面に支持され、前記第3エネルギー吸収梁は、前記第2エネルギー吸収梁よりも、前記車両長手方向に沿った長さが短く、前記第3エネルギー吸収梁の先端は、前記第1ベースから離隔し、前記アダプターの少なくとも一つは、前記第1ベースと前記第3エネルギー吸収梁とに支持されており、前記第1ベースと前記第3エネルギー吸収梁とに支持された前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さが、前記第1ベースと前記第2エネルギー吸収梁とに支持された前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さがより長いことが好ましい。
An impact energy absorption structure according to the present invention is an impact energy absorption structure arranged at a front end portion of a railroad vehicle for absorbing impact energy at the time of collision, comprising a first base extending in the vehicle width direction; a second base extending in the vehicle longitudinal direction and arranged rearward of the first base in the longitudinal direction of the vehicle; a plurality of energy absorbing beams including a first energy absorbing beam and a second energy absorbing beam parallel to the longitudinal direction of the vehicle; an adapter disposed between the rear end surface of the first base and the rear end surface of the second base and having a smaller buckling load in the longitudinal direction of the vehicle than the plurality of energy absorbing beams; The front ends of the plurality of energy absorbing beams are flat, the rear ends of the plurality of energy absorbing beams are supported by the front end surface of the second base, and the first energy absorbing beams are positioned further along the vehicle longitudinal direction than the second energy absorbing beams. and the distance between the rear end surface of the first base and the tip of the first energy absorbing beam is the distance between the rear end surface of the first base and the tip of the second energy absorbing beam and the tip of the second energy absorbing beam is separated from the first base, at least one of the adapters is supported by the first base and the second energy absorbing beam, and The plurality of energy absorbing beams and the adapter are arranged such that those having the same length along the longitudinal direction of the vehicle are positioned symmetrically with respect to a center line extending along the longitudinal direction of the vehicle. The closer, the shorter the length of the energy absorption beam along the longitudinal direction of the vehicle and the longer the length of the adapter along the longitudinal direction of the vehicle.
Further, in the above configuration, the plurality of energy absorbing beams further includes a third energy absorbing beam, the rear end of the third energy absorbing beam being supported by the tip surface of the second base, and the third energy absorbing beam. The beam has a length along the longitudinal direction of the vehicle shorter than that of the second energy absorbing beam, the tip of the third energy absorbing beam is separated from the first base, and at least one of the adapters is: The adapter is supported by the first base and the third energy absorption beam, and the length of the adapter supported by the first base and the third energy absorption beam along the longitudinal direction of the vehicle is equal to the length of the third energy absorption beam. It is preferable that the length of the adapter supported by the first base and the second energy absorbing beam along the longitudinal direction of the vehicle is longer.
エネルギー吸収梁は、その両端と第1ベースの後端面及び第2ベースの先端面とが接触している状態となってから、さらに車両長手方向の後方側に向かって一定以上の負荷がかかったときに座屈変形を開始する。上記構成によれば、鉄道車両に障害物が衝突したとき、第1エネルギー吸収梁の両端が第2エネルギー吸収梁の両端よりも先に第1ベースの後端面及び第2ベースの先端面と接触する。よって、第1エネルギー吸収梁が第2エネルギー吸収梁より先に座屈変形を開始する。この座屈開始時期の差に伴って、それぞれの梁の間での最大荷重の発生時期をずらすことができ、車体に対して全ての梁から生じた最大荷重が同時にかかることを防ぐことができる。 After both ends of the energy absorbing beam were in contact with the rear end surface of the first base and the front end surface of the second base, a certain or more load was applied toward the rear side in the longitudinal direction of the vehicle. Sometimes it starts buckling deformation. According to the above configuration, when an obstacle collides with the railway vehicle, both ends of the first energy absorbing beam contact the rear end surface of the first base and the tip end surface of the second base before both ends of the second energy absorbing beam. do. Therefore, the first energy absorption beam starts buckling deformation before the second energy absorption beam. Due to this difference in buckling start timing, it is possible to shift the timing of occurrence of the maximum load between the beams, and prevent the maximum load generated from all the beams from being applied to the car body at the same time. .
また、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁との座屈開始時期がずれることによって、その後、平均荷重を伴って規則的に繰り返される座屈変形の発生時期もずれる。平均荷重の大きさはエネルギー吸収梁の座屈時をピークとして波形に変化するが、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁との間で波形がずれるため、車体に対して全てのエネルギー吸収梁から発生する平均荷重のピークが同時にかかることを回避できる。また、波形がずれることで、ある梁から発生する平均荷重が大きいとき、別の梁から発生する平均荷重は小さい、という状況を常に作り出すことができる。これにより、複数のエネルギー吸収梁全体から発生する平均荷重の大きさを平準化することができる。 Further, when the first energy absorbing beam and the second energy absorbing beam start buckling at different times, the time at which buckling deformation, which is regularly repeated with an average load, occurs later is also different. The magnitude of the average load peaks when the energy absorbing beams are buckled, and changes to a waveform. Simultaneous application of the average load peaks generated from the beams can be avoided. Moreover, the deviation of the waveforms can always create a situation in which when the average load generated from one beam is large, the average load generated from another beam is small. Thereby, the magnitude of the average load generated from the entire plurality of energy absorption beams can be leveled.
以上から、上記構成によれば、複数のエネルギー吸収梁を配置することによって衝撃エネルギーの吸収性を向上させつつ、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁の座屈時期をずらすことにより車体へかかる最大荷重の低減及び平均荷重の平準化を実現できる。 As described above, according to the above configuration, by arranging a plurality of energy absorption beams, the absorption of impact energy is improved, and by shifting the buckling timings of the first energy absorption beam and the second energy absorption beam, Reduction of the maximum load and leveling of the average load can be realized.
エネルギー吸収梁の後端が固定されていない場合、障害物の衝突によって、第1ベース及びエネルギー吸収梁が車両長手方向に沿って後方に移動したとき、エネルギー吸収梁が車両幅方向、上下方向、又はその両方にずれてしまうおそれがある。この場合、エネルギー吸収梁の座屈変形は、車両長手方向に沿った軸から傾いた状態で進行するため、車両長手方向に沿って進行する場合と比べて衝撃エネルギーを十分に吸収することができない。そこで、複数のエネルギー吸収梁の後端を第2ベースの先端面によって固定することで、衝突の際、エネルギー吸収梁が車両幅方向にずれるのを防ぐことができ、衝突エネルギーを十分に吸収することができる。 If the rear end of the energy absorbing beam is not fixed, and the collision with an obstacle causes the first base and the energy absorbing beam to move rearward along the longitudinal direction of the vehicle, the energy absorbing beam moves in the vehicle width direction, the vertical direction, and the vertical direction. Or it may shift to both. In this case, the buckling deformation of the energy absorbing beam progresses in a state tilted from the axis along the longitudinal direction of the vehicle. . Therefore, by fixing the rear ends of the plurality of energy absorbing beams by the front end surface of the second base, it is possible to prevent the energy absorbing beams from shifting in the vehicle width direction in the event of a collision, thereby sufficiently absorbing the collision energy. be able to.
また、上記衝撃エネルギー吸収構造において、前記第1ベースの前記後端面及び前記第2ベースの前記先端面が平坦であり、前記第1エネルギー吸収梁は、前記第2エネルギー吸収梁よりも、前記車両長手方向に沿った長さが長く、前記第2エネルギー吸収梁の両端のうち少なくとも一方は、前記第1ベース又は前記第2ベースから離隔していてよい。 Further, in the impact energy absorbing structure, the rear end surface of the first base and the front end surface of the second base are flat, and the first energy absorbing beam is more flat than the second energy absorbing beam. At least one of the ends of the second energy absorbing beam may be spaced apart from the first base or the second base.
それぞれの梁の元々の長さに拘わらず、エネルギー吸収梁の座屈が進行し全ての梁が第1ベース及び第2ベースに接触して以降は、梁の車両長手方向に沿った長さは2つのベース間の距離と実質的に同一となる。第1ベースの後端面及び第2ベースの先端面が平坦でない場合、2つのベース間の距離は車両幅方向において均一ではない。このため、座屈進行時のエネルギー吸収梁の実質的な長さは、梁の車両幅方向における配置位置によって異なる。
ここで、座屈によって生じる荷重の大きさはエネルギー吸収梁が長いほど小さくなる。つまり、車両幅方向におけるエネルギー吸収梁の配置位置によって、第2ベースにかかる平均荷重の大きさには偏りが生じてしまう。この場合、第2ベース及びその後方の車体において、破損しやすい部分と破損しにくい部分とが発生してしまう。
Regardless of the original length of each beam, after buckling of the energy-absorbing beams progresses and all beams contact the first and second bases, the length of the beams along the longitudinal direction of the vehicle is It will be substantially the same as the distance between the two bases. If the rear end surface of the first base and the front end surface of the second base are not flat, the distance between the two bases is not uniform in the vehicle width direction. Therefore, the substantial length of the energy absorbing beam during buckling progresses varies depending on the position of the beam in the vehicle width direction.
Here, the magnitude of the load caused by buckling becomes smaller as the energy absorbing beam becomes longer. That is, the magnitude of the average load applied to the second base is biased depending on the arrangement position of the energy absorbing beam in the vehicle width direction. In this case, the second base and the vehicle body therebehind will have a portion that is easily damaged and a portion that is not easily damaged.
一方で、上記構成では、2つのベース間の距離は車両幅方向に沿ったいずれの位置においても均一となる。つまり、座屈進行時において、全てのエネルギー吸収梁の実質的な長さは全て同じとなり、第2ベースにかかる平均荷重の大きさは、第2ベースの車両幅方向における位置に拘わらず同じとなる。これにより、車体全体としての荷重に対する耐久性を向上させることができる。 On the other hand, in the above configuration, the distance between the two bases is uniform at any position along the vehicle width direction. That is, when buckling progresses, all the energy absorbing beams have substantially the same length, and the average load applied to the second base is the same regardless of the position of the second base in the vehicle width direction. Become. As a result, it is possible to improve the durability against the load of the vehicle body as a whole.
エネルギー吸収梁は、その両端が固定された状態で、さらに負荷がかかったときに衝撃エネルギーの吸収を開始する。第2エネルギー吸収梁が第1ベース又は第2ベースから離隔している場合、障害物の衝突後、まず2つのベースによって両端が固定された第1エネルギー吸収梁が衝突エネルギーの吸収を開始する。その後、第1エネルギー吸収梁の座屈変形が進行して、第2エネルギー吸収梁の両端が2つのベースに固定された状態となった時点で、第2エネルギー吸収梁が衝突エネルギーの吸収を開始する。つまり、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とで、衝撃エネルギーの吸収を開始するタイミングに差があるため、特に衝突直後において、第1エネルギー吸収梁のみで衝撃エネルギーの吸収を行わなければならず効率が悪い。 The energy absorbing beam, with its ends fixed, begins to absorb impact energy when further loaded. If the second energy absorbing beam is spaced apart from the first base or the second base, the first energy absorbing beam whose both ends are fixed by the two bases first starts absorbing the collision energy after the collision with the obstacle. After that, the buckling deformation of the first energy absorbing beam progresses, and when both ends of the second energy absorbing beam are fixed to the two bases, the second energy absorbing beam starts absorbing collision energy. do. In other words, since there is a difference in the timing at which the first energy absorption beam and the second energy absorption beam start absorbing impact energy, especially immediately after a collision, only the first energy absorption beam must absorb the impact energy. not efficient.
一方で、上記構成によれば、第2エネルギー吸収梁はアダプターを介して第1ベース及び第2ベースに固定された状態となっている。そのため、障害物の衝突後、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とは同時に衝突エネルギーの吸収を開始することができる。よって、衝突直後から全てのエネルギー吸収梁によって衝撃エネルギーの吸収を行えるので効率が良い。 On the other hand, according to the above configuration, the second energy absorption beam is fixed to the first base and the second base through the adapter. Therefore, after collision with an obstacle, the first energy absorption beam and the second energy absorption beam can start absorbing collision energy at the same time. Therefore, the impact energy can be absorbed by all the energy absorbing beams immediately after the collision, which is efficient.
また、アダプターの車両長手方向の座屈荷重は、エネルギー吸収梁の車両長手方向の座屈荷重よりも小さい。なお、座屈荷重とは、部材が圧力を受けたときに座屈変型する際の限界の荷重である。そのため、アダプターの座屈が先行して行われ、アダプターが圧縮した後、時間差で第2エネルギー吸収梁の座屈が開始する。これによって、衝突直後から全てのエネルギー吸収梁に衝撃エネルギーを分散しつつ、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁との間での座屈開始時期をずらすことができる。 Further, the buckling load of the adapter in the longitudinal direction of the vehicle is smaller than the buckling load of the energy absorbing beam in the longitudinal direction of the vehicle. The buckling load is the limit load at which the member undergoes buckling deformation when subjected to pressure. Therefore, the buckling of the adapter is performed first, and after the adapter is compressed, the buckling of the second energy absorbing beam starts with a time lag. As a result, it is possible to disperse the impact energy to all the energy absorbing beams immediately after the collision, and to shift the buckling start timing between the first energy absorbing beam and the second energy absorbing beam.
また、上記衝撃エネルギー吸収構造において、前記複数のエネルギー吸収梁は、前記車両長手方向に沿った長さが同じもの同士が前記車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称に位置するように配置されていてよい。 Further, in the impact energy absorbing structure, the plurality of energy absorbing beams having the same length along the longitudinal direction of the vehicle are positioned symmetrically with respect to a center line extending along the longitudinal direction of the vehicle. may be placed.
エネルギー吸収梁が吸収できる衝撃エネルギーは、梁の長さが長いほど増大し、短いほど減少する。例えば、上記中心線を挟んだ左右どちらか一方の領域に短いエネルギー吸収梁が複数本配置され、他方の領域に長いエネルギー吸収梁が複数本配置されている場合、他方の領域にある複数本の梁の方が一方の領域にある複数本の梁より多くの衝撃エネルギーを吸収できる。つまり、第2ベース及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーは車両幅方向における一方の領域に偏って大きくなり、ベース及び車体が変形しやすくなるため、鉄道車両の衝撃エネルギー吸収構造として不適切である。 The impact energy that the energy absorbing beam can absorb increases as the length of the beam increases and decreases as the length of the beam decreases. For example, when a plurality of short energy absorption beams are arranged in one of the left and right regions across the center line, and a plurality of long energy absorption beams are arranged in the other region, the other region has a plurality of energy absorption beams. A beam can absorb more impact energy than multiple beams in one region. In other words, the impact energy applied to the second base and the vehicle body behind the second base is concentrated in one region in the vehicle width direction, and the base and the vehicle body are easily deformed. .
そこで、上記構成とすることで、エネルギー吸収梁が吸収できる衝撃エネルギーの大きさは、車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称となる。これにより、第2ベース及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーの大きさを車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称とすることができ、耐衝撃性の優れた衝撃エネルギー吸収構造を提供することができる。 Therefore, with the above configuration, the magnitude of impact energy that can be absorbed by the energy absorbing beams is symmetrical with respect to the center line extending along the longitudinal direction of the vehicle. As a result, the magnitude of the impact energy applied to the second base and the vehicle body behind it can be made symmetrical with respect to the center line extending along the longitudinal direction of the vehicle, thereby providing an impact energy absorbing structure with excellent impact resistance. can do.
別の観点として、本発明に係る衝撃エネルギー吸収構造は、鉄道車両の前端部に配置された、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収構造であって、車両幅方向に延びた第1ベースと、前記車両幅方向に延び且つ前記第1ベースよりも車両長手方向の後方に配置された第2ベースと、前記第1ベースと前記第2ベースとの間において、前記車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが前記車両長手方向に平行である複数のエネルギー吸収梁とを備えており、前記複数のエネルギー吸収梁が、前記車両長手方向に同じ長さを有し、且つ、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とを含んでおり、前記複数のエネルギー吸収梁の後端が、前記第2ベースの先端面に支持され、前記第1ベースの先端面が、平坦であり、前記第1ベースの後端面が、前記車両長手方向に直交する複数の平面が形成された段差形状を有しており、前記複数の平面が、第1平面と、前記第1平面よりも前方に位置する第2平面とを含んでおり、前記第1エネルギー吸収梁と前記第1平面とが、前記車両長手方向に延びた同一線上に位置しており、前記第2エネルギー吸収梁と前記第2平面とが、前記車両長手方向に延びた別の同一線上に位置しており、前記第1平面と前記第1エネルギー吸収梁の先端との間の距離が、前記第2平面と前記第2エネルギー吸収梁の先端との間の距離より小さいことを特徴とする。
また、上記構成において、前記第1ベースの後端面は、前記車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称な形状であり、前記第1ベースの後端面に形成された前記複数の平面は、前記中心線に近いほど前方に位置することが好ましい。
また、上記構成において、前記第1ベースの後端面に形成された前記複数の平面のうち最も後方に位置する平面より前方に位置する平面を覆う被覆部材を有し、前記被覆部材の後端面と、前記複数の平面のうち最も後方に位置する平面とが、車両幅方向に延びた同一線上に位置し、複数の前記エネルギー吸収梁の先端が、前記被覆部材の後端面または前記複数の平面のうち最も後方に位置する平面に支持されていることが好ましい。
From another point of view, the impact energy absorbing structure according to the present invention is an impact energy absorbing structure that is arranged at the front end of a railway vehicle and absorbs impact energy at the time of collision, and includes a first base that extends in the vehicle width direction. and a second base extending in the vehicle width direction and arranged behind the first base in the vehicle longitudinal direction, and between the first base and the second base along the vehicle width direction a plurality of energy absorbing beams aligned and each parallel to the longitudinal direction of the vehicle, the plurality of energy absorbing beams having the same length in the longitudinal direction of the vehicle, and a first energy absorbing beam. a beam and a second energy absorbing beam, wherein the rear ends of the plurality of energy absorbing beams are supported by the tip surface of the second base; the tip surface of the first base is flat; A rear end surface of one base has a stepped shape formed with a plurality of planes orthogonal to the longitudinal direction of the vehicle, and the plurality of planes are positioned on a first plane and forward of the first plane. a second plane, wherein the first energy absorbing beam and the first plane are positioned on the same line extending in the longitudinal direction of the vehicle, and the second energy absorbing beam and the second plane; is located on another same line extending in the longitudinal direction of the vehicle, and the distance between the first plane and the tip of the first energy absorbing beam is the distance between the second plane and the second energy absorbing beam is smaller than the distance between the tip of the
Further, in the above configuration, the rear end surface of the first base has a shape symmetrical with respect to a center line extending along the longitudinal direction of the vehicle, and the plurality of planes formed on the rear end surface of the first base are: , is preferably positioned further forward as it is closer to the center line.
Further, in the above configuration, a covering member is provided to cover a plane positioned forward of a rearmost plane among the plurality of planes formed on the rear end surface of the first base, and the rear end surface of the covering member and the , the rearmost plane among the plurality of planes is positioned on the same line extending in the vehicle width direction, and the tips of the plurality of energy absorbing beams are aligned with the rear end surface of the covering member or the plurality of planes. It is preferably supported by the most rearward plane.
第1エネルギー吸収梁と第2平面とが車両長手方向に延びた同一線上に位置しており、第2エネルギー吸収梁と第1平面とが車両長手方向に延びた別の同一線上に位置している場合と比較して、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁の長さの差が極端に大きくなるのを抑制しつつ、2つの梁が衝撃エネルギーの吸収を開始するタイミングをずらしやすくすることができる。 The first energy absorption beam and the second plane are positioned on the same line extending in the vehicle longitudinal direction, and the second energy absorption beam and the first plane are positioned on another same line extending in the vehicle longitudinal direction. To make it easier to shift the timing at which the two beams start absorbing impact energy while suppressing an extremely large difference in length between the first energy absorbing beam and the second energy absorbing beam compared to a case where the be able to.
エネルギー吸収梁が吸収できる衝撃エネルギーの大きさは梁の長さに依存する。それぞれのエネルギー吸収梁の長さが異なる場合、吸収できる衝撃エネルギーの大きさが異なる。これによって、第2ベース及びその後方の車体には、非常に大きい衝撃エネルギーを受ける部分が生じるおそれがあり、衝撃エネルギー吸収構造としては好ましくない。一方で、上記構成では、全てのエネルギー吸収梁の車両長手方向に沿った長さを同一としている。このため、衝突による衝撃エネルギーをそれぞれのエネルギー吸収梁に均等に分散することができる。これにより、第2ベース及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーは、車両幅方向のいずれの位置においても均一とすることができ、車体全体としての耐衝撃性を向上させることができる。 The amount of impact energy that an energy absorbing beam can absorb depends on the length of the beam. If the length of each energy absorption beam is different, the magnitude of impact energy that can be absorbed is different. As a result, the second base and the vehicle body behind it may have a portion that receives a very large impact energy, which is not preferable as an impact energy absorbing structure. On the other hand, in the above configuration, all the energy absorbing beams have the same length along the longitudinal direction of the vehicle. Therefore, the impact energy due to collision can be evenly distributed to each energy absorbing beam. As a result, the impact energy applied to the second base and the vehicle body behind it can be made uniform at any position in the vehicle width direction, and the impact resistance of the vehicle body as a whole can be improved.
鉄道車両に障害物が衝突した際に、衝撃エネルギーを吸収しつつ、車体の台枠及び構体への最大荷重の低減及び平均荷重の平準化を実現する衝撃エネルギー吸収構造を提供することができる。 It is possible to provide an impact energy absorbing structure that reduces the maximum load on the underframe and body structure of the car body and equalizes the average load while absorbing the impact energy when an obstacle collides with the railway vehicle.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1(a)及び図1(b)に示すように、衝撃エネルギー吸収構造1は、車両幅方向に沿って鉄道車両100の下側前部に配置される。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the impact
<第1実施形態>
ここでは、本発明に係る衝撃エネルギー吸収構造の第1実施形態を説明する。図2に示すように、衝撃エネルギー吸収構造1は、第1ベース11と、第2ベース12と、6本のエネルギー吸収梁13と、第1ベース11とエネルギー吸収梁13との間に配置されたアダプター14とを含んでいる。
<First embodiment>
Here, a first embodiment of the impact energy absorbing structure according to the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the impact
第1ベース11は、車両幅方向に延びて配置されている。第1ベース11の材質は、第1ベース11の車両長手方向の座屈荷重が6本のエネルギー吸収梁13の車両長手方向の座屈荷重の最大値よりも大きく、且つ、第1ベース11が障害物の衝突によって破壊されない座屈荷重を有する範囲内であれば特に限定されない。一例として、第1ベース11は、鉄製(SS400)である。
The
第2ベース12は、車両幅方向に延び且つ第1ベース11より車両長手方向の後方に配置されている。第2ベース12の材質は、第2ベース12の車両長手方向の座屈荷重が6本のエネルギー吸収梁13の車両長手方向の座屈荷重の最大値よりも大きく、且つ、第2ベース12がエネルギー吸収梁13から受ける最大荷重及び平均荷重に耐え得る座屈荷重を有する範囲内であれば特に限定されない。一例として、第2ベース12は、鉄製(SS400)である。例えば、第1ベース11と第2ベース12とは同じ材質であってもよい。
なお、第2ベース12の車両幅方向の長さは、第1ベース11の車両幅方向の長さより長くてもよく、短くてもよく、又は同じでもよい。
The
The length of the
6本のエネルギー吸収梁13は、第1ベース11と第2ベース12との間において、車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが車両長手方向に平行になるように配置されている。エネルギー吸収梁13には、図2に示すように、車両長手方向に沿った長さが互いに異なる外側エネルギー吸収梁13a、中間エネルギー吸収梁13b及び内側エネルギー吸収梁13cの三種類があり、それぞれ2本ずつ配置されている。また、エネルギー吸収梁の車両長手方向に沿った長さの長い順に外側エネルギー吸収梁13a、中間エネルギー吸収梁13b、内側エネルギー吸収梁13cとしている。そして、これらのエネルギー吸収梁は、その車両長手方向に沿った長さが車両幅方向における中心線側が最も短く外側が最も長くなるように、且つ、長さが同じもの同士が車両長手方向に延びる中心線に対して対称に位置するように間隔を空けて配置されている。すなわち、図2に示すように、中央に2本の内側エネルギー吸収梁13c、その両外側に2本の中間エネルギー吸収梁13b、及び、その更に両外側に2本の外側エネルギー吸収梁13aがそれぞれ配置されている。なお、三種類のエネルギー吸収梁13a、13b、13cは、車両長手方向に沿った長さのみが互いに異なり、車両幅方向に切断した断面形状及び材質はすべて同じである。
The six energy absorption beams 13 are arranged between the
図2に示すように、6本のエネルギー吸収梁13の後端は、それぞれ第2ベース12の先端面22に支持されている。また、外側エネルギー吸収梁13aの先端は、第1ベース11の後端面21に支持されている。そして、中間エネルギー吸収梁13b及び内側エネルギー吸収梁13cの先端は、後述するアダプター14を介して第1ベース11の後端面21に支持されている。
As shown in FIG. 2, the rear ends of the six energy absorption beams 13 are supported by the
また、エネルギー吸収梁13は、第1ベース11及び第2ベース12よりも車両長手方向の座屈荷重が小さく、車両長手方向に圧縮された場合にオイラー座屈せず、壁面が蛇腹状に変形される壁面座屈を行うものが使用される。これらの特性は、エネルギー吸収梁13の材質、長さ及び径の大きさ、梁内部の構造等を適宜調整することで得られる。材質としては、例えばアルミニウム合金(A7003-T5)などが挙げられるが、上記特性を得られるものであれば特に限定されない。
なお、エネルギー吸収梁13の車両長手方向に沿った長さは、例えば、鉄道車両100における車両前部のスペースの大きさに応じて決定される。
Further, the
The length of the
アダプター14には、第1アダプター14aと、第1アダプター14aより車両長手方向に沿った長さが長い第2アダプター14bとの二種類があり、第1ベース11とエネルギー吸収梁13との間に配置されている(図2の斜線部分)。図2に示すように、第1アダプター14aの両端は、それぞれ中間エネルギー吸収梁13bの先端と第1ベース11の後端面21とに支持されており、第2アダプター14bの両端は、それぞれ内側エネルギー吸収梁13cの先端と第1ベース11の後端面21とに支持されている。
There are two types of adapters 14: a
アダプター14の材質は、エネルギー吸収梁13と比べてアダプター14の車両長手方向の座屈荷重を極端に小さくする範囲内であれば特に限定されない。また、アダプター14に対して、車両長手方向に沿って長孔を形成することで車両長手方向の座屈荷重を小さくしてもよい。
The material of the
続いて、障害物が鉄道車両100に衝突したときの、第1実施形態に係る衝撃エネルギー吸収構造1の動作について説明する。鉄道車両100の通常走行時、第1実施形態に係る衝撃エネルギー吸収構造1は図2の状態となっている。
Next, the operation of the impact
鉄道車両100の正面に障害物が衝突すると、まず衝撃エネルギーが車両長手方向に沿って第1ベース11へ伝わる。続いて、衝突エネルギーは第1ベース11の後端面21から外側エネルギー吸収梁13a、第1アダプター14a及び第2アダプター14bの先端に伝わる。そして、外側エネルギー吸収梁13a、第1アダプター14a及び第2アダプター14bは、それぞれ車両長手方向に沿って座屈変形を開始する。
なお、第1アダプター14a及び第2アダプター14bは、エネルギー吸収梁13と比べて極端に小さい最大荷重及び平均荷重を発生させながら座屈をする。
When an obstacle collides in front of the
In addition, the
外側エネルギー吸収梁13a、第1アダプター14a及び第2アダプター14bの座屈が進行するのに伴って、第1ベース11は車両長手方向に沿って後方に移動する。第1アダプター14aが座屈によって圧縮すると、中間エネルギー吸収梁13bの先端が第1ベース11の後端面21に接触し、中間エネルギー吸収梁13bが座屈を開始する。
As the buckling of the outer
その後、外側エネルギー吸収梁13a、中間エネルギー吸収梁13b及び第2アダプター14bの座屈が進行するのに伴って、第1ベース11は車両長手方向に沿ってさらに後方に移動する。そして、第2アダプター14bが座屈によって圧縮すると、内側エネルギー吸収梁13cの先端が第1ベース11の後端面に接触し、内側エネルギー吸収梁13cが座屈を開始する。
After that, as the buckling of the outer
すなわち、衝撃エネルギー吸収構造1において三種類のエネルギー吸収梁の座屈の開始時期は異なっており、外側エネルギー吸収梁13a、中間エネルギー吸収梁13b、内側エネルギー吸収梁13cの順に座屈を開始する。座屈開始時に発生する最大荷重は第2ベース12に伝達されるが、三種類の梁の座屈開始時期をずらすことによって、全てのエネルギー吸収梁からの最大荷重が第2ベース12に同時に伝わることを回避できる。
That is, in the impact
また、それぞれのエネルギー吸収梁は、座屈開始以後、壁面が蛇腹状に変形する壁面座屈を規則的に繰り返す。壁面座屈に伴って発生する平均荷重は、壁面座屈が起こるタイミングがピークとなるように波形に変化する。三種類のエネルギー吸収梁の座屈開始時期がずれていることで、壁面座屈の起こるタイミングがずれ、平均荷重の波形もそれぞれのエネルギー吸収梁の間でずれる。これにより、全てのエネルギー吸収梁からの平均荷重のピークが第2ベース12に同時に伝わることを回避できる。また、波形のずれによって、ある梁から発生する平均荷重が大きいとき、別の梁から発生する平均荷重は小さい、という状況を常に作り出すことができるため複数のエネルギー吸収梁全体から発生する平均荷重の大きさを平準化することができる。
In addition, each energy absorption beam regularly repeats wall surface buckling in which the wall surface deforms into a bellows shape after the buckling starts. The average load generated with wall buckling changes in a waveform so that the timing at which wall buckling occurs peaks. Since the buckling start timings of the three types of energy absorbing beams are different, the timing at which wall buckling occurs is also different, and the waveform of the average load is also different among the energy absorbing beams. Thereby, it is possible to prevent the peaks of the average load from all the energy absorbing beams from being transmitted to the
以上のように、第1実施形態の衝撃エネルギー吸収構造1によると、三種類のエネルギー吸収梁13は長さが異なることで座屈開始時期がずれ、車体の台枠や構体にかかる最大荷重の低減及び平均荷重の平準化を行うことができる。このような構造を備えた鉄道車両100では、車体の荷重に対する耐久性を過剰に高める必要がなくなり、乗車スペースの確保や軽量化による燃費向上に寄与できる。
As described above, according to the impact
また、全てのエネルギー吸収梁13の後端が第2ベース12の先端面22に支持されていることによって、座屈が進行して第1ベース11が車両長手方向に沿って後方に移動したときに、エネルギー吸収梁13が車両幅方向、上下方向、又はその両方にずれるのを防ぐことができる。これにより、エネルギー吸収梁13の座屈変形は車両長手方向に沿って進行するため、衝撃エネルギーを十分に吸収することができる。
Also, when the rear ends of all the
また、第1ベース11の後端面21及び第2ベース12の先端面22が平坦であることによって、2つのベース間の距離は車両幅方向において均一となる。そして、内側エネルギー吸収梁13cの先端と第1ベース11の後端面21とが接触して以降、全てのエネルギー吸収梁13の車両長手方向に沿った長さは2つのベース間の距離と実質的に同一となる。したがって、平均荷重を伴う壁面座屈が生じている場合において、全てのエネルギー吸収梁13の車両長手方向に沿った実質的な長さは同一となる。
Further, since the
平均荷重の大きさはエネルギー吸収梁13の長さに依存するが、全ての梁の実質的な長さが同一であるため、全てのエネルギー吸収梁13から生じる平均荷重の最大値及び最小値、すなわち波形の振幅は等しくなる。つまり、第2ベース12にかかる平均荷重の大きさも、車両幅方向における位置に拘わらず同じになる。これにより、第2ベース12全体、ひいては車体全体としての荷重に対する耐久性を向上させることができる。
The magnitude of the average load depends on the length of the
また、アダプター14を、第1ベース11の後端面21と中間エネルギー吸収梁13b及び内側エネルギー吸収梁13cとの間に配置することで、障害物の衝突直後から衝撃エネルギーをアダプター14を介してそれぞれの梁に伝達することができる。すなわち、三種類のエネルギー吸収梁13の間で座屈開始時期をずらしつつ、衝撃エネルギー吸収の開始時期を揃えることができ、効率良く衝撃エネルギーを吸収できる衝撃エネルギー吸収構造1を提供することができる。
In addition, by arranging the
また、2本の外側エネルギー吸収梁13a、2本の中間エネルギー吸収梁13b及び2本の内側エネルギー吸収梁13cは、それぞれが車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称に位置するように配置されている。これによって、エネルギー吸収梁13に吸収される衝撃エネルギーの大きさは、車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称となる。すなわち、第2ベース12及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーの大きさを、車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称とすることができ、耐衝撃性の優れた衝撃エネルギー吸収構造1を提供することができる。
Also, the two outer
<第2実施形態>
次に、本発明に係る衝撃エネルギー吸収構造の第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と同様のものに関しては、同符号で示し説明を省略する。図3に示すように、第2実施形態に係る衝撃エネルギー吸収構造101は、第1ベース31と、第2ベース12と、6本のエネルギー吸収梁33とを含んでいる。本実施形態において、第1ベース31及び第2ベース12の車両長手方向の座屈荷重と6本のエネルギー吸収梁33の車両長手方向の座屈荷重との関係は、第1実施形態と同じである。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the impact energy absorbing structure according to the present invention will be described. In addition, regarding the same thing as 1st Embodiment, it shows with the same code|symbol, and abbreviate|omits description. As shown in FIG. 3, the impact
6本のエネルギー吸収梁33は、図3(a)に示すように、第1ベース31と第2ベース12との間において、車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが車両長手方向に平行になるように配置されている。また、エネルギー吸収梁33には、外側エネルギー吸収梁33a、中間エネルギー吸収梁33b及び内側エネルギー吸収梁33cの三種類があり、それぞれ2本ずつ配置されている。6本のエネルギー吸収梁は、車両長手方向に沿った長さがすべて同じであり、中心線からの距離によって種類が分けられている。
As shown in FIG. 3(a), the six energy absorbing beams 33 are arranged along the vehicle width direction between the
第1ベース31は、図3(b)に示すように、車両幅方向に延びて配置されており、その後端面121は、後端面121と同一平面上にある第1平面121aと、車両長手方向に直交する第2平面121b及び第3平面121cが形成された段差形状とを有している。第2平面121bは第1平面121aよりも車両長手方向の前方側に位置しており、さらに、第3平面121cは第2平面121bよりも車両長手方向の前方側に位置している。第2平面121bと中間エネルギー吸収梁33bとは、車両長手方向に延びた同一線上に位置しており、第3平面121cと内側エネルギー吸収梁33cとは、車両長手方向に延びた別の同一線上に位置している。
As shown in FIG. 3(b), the
外側エネルギー吸収梁33aの先端は、第1ベース31の第1平面121aに支持されている。また、図3(b)に示すように、第1ベース31の段差形状の部分を覆うように板40が配置されており、板40と第1平面121aとは、車両幅方向に延びた同一線上に位置している。そして、中間エネルギー吸収梁33b及び内側エネルギー吸収梁33cの先端は、板40に支持されている。
The tip of the outer
板40の材質は、鉄道車両100の走行時において、エネルギー吸収梁33を支持することができ、且つ、車両長手方向に沿って力が加わると容易に破壊される強度を備えるものであれば特に限定されない。
なお、板40は配置されていなくてもよいが、この場合、中間エネルギー吸収梁33b及び内側エネルギー吸収梁33cは、後端のみが支持されている片持ち梁となる。
The material of the
The
続いて、障害物が鉄道車両100に衝突したときの、第2実施形態に係る衝撃エネルギー吸収構造101の動作について説明する。鉄道車両100の通常走行時、第2実施形態に係る衝撃エネルギー吸収構造101は図3(a)の状態となっている。
Next, the operation of the impact
鉄道車両100の正面に障害物が衝突すると、まず衝撃エネルギーが車両長手方向に沿って第1ベース31へ伝わる。続いて、衝突エネルギーは第1ベース31の後端面121aから外側エネルギー吸収梁33aの先端に伝わり、外側エネルギー吸収梁33aは車両長手方向に沿って座屈変形を開始する。このとき、中間エネルギー吸収梁33b及び内側エネルギー吸収梁33cの先端は板40に接触している。板40は、車両長手方向に沿って力が加わると容易に破壊される材質からなり、外側エネルギー吸収梁33aの座屈開始直後、速やかに破壊される。
When an obstacle collides with the front of the
外側エネルギー吸収梁33aの座屈が進行するのに伴って、第1ベース31は車両長手方向に沿って後方に移動する。そして、中間エネルギー吸33bの先端が第1べース31の第2平面121bに接触すると、中間エネルギー吸収梁33bが座屈を開始する。
As the buckling of the outer
その後、外側エネルギー吸収梁33a及び中間エネルギー吸収梁33bの座屈が進行するのに伴って、第1ベース31は車両長手方向に沿ってさらに後方に移動する。そして、内側エネルギー吸収梁33cの先端が第2ベース31の第3平面121cに接触すると、内側エネルギー吸収梁33cが座屈を開始する。
After that, as the buckling of the outer
以上のように、第2実施形態の衝撃エネルギー吸収構造101においても、第1実施形態と同様、三種類のエネルギー吸収梁33の座屈のタイミングをずらすことができ、車体の台枠や構体にかかる最大荷重の低減及び平均荷重の平準化を行うことができる。
As described above, in the impact
また、第1ベース31が段差形状を有しているため、全てのエネルギー吸収梁33の長さを同じにしつつ、三種類の間で座屈のタイミングをずらすことができる。そして、全てのエネルギー吸収梁33の車両長手方向に沿った長さを同一とすることで、衝突による衝撃エネルギーをエネルギー吸収梁33に均等に分散することができる。これによって、第2ベース12及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーは、車両幅方向のいずれの位置においても均一とすることができ、車体全体としての耐衝撃性を向上させることができる。
In addition, since the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、これらの例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications are possible within the scope of the claims.
例えば、第1実施形態において、複数のエネルギー吸収梁13の車両長手方向に沿った長さは、中心線側のエネルギー吸収梁13の長さが最も長く外側が最も短くなるように配置されていてもよい。この場合、障害物の衝突時、中心線側に配置されたエネルギー吸収梁13が先に座屈を開始する。
For example, in the first embodiment, the lengths of the plurality of
また、第1実施形態において、アダプターは、エネルギー吸収梁の後端にのみ取り付けられてもよく、両端に取り付けられていてもよい。例えば、図4に示すように、変形例1に係る衝撃エネルギー吸収構造201は、中間エネルギー吸収梁53bの両端と第1ベース11及び第2ベース12との間にそれぞれ配置された第1アダプター54a及び第2アダプター54bと、内側エネルギー吸収梁53cの両端と第1ベース11及び第2ベースとの間にそれぞれ配置された第3アダプター54c及び第4アダプター54dとを含む。但し、アダプター54を内側エネルギー吸収梁53の両側に配置させる場合、製造に手間がかかるため、片側のみ配置することが好ましい。
Also, in the first embodiment, the adapter may be attached only to the rear end of the energy absorbing beam, or may be attached to both ends. For example, as shown in FIG. 4, the impact
また、アダプター14は全てのエネルギー吸収梁13の先端又は後端に取り付けられていてもよいが、変形例1の場合と同様、製造に手間がかかり、衝撃エネルギー吸収構造としての耐衝撃性を低下させるため、少なくとも1つのエネルギー吸収梁13の両端は第1ベース11及び第2ベース12に直接支持されていることが好ましい。
Also, the
また、第1実施形態において、アダプター14は配置されていなくてもよい。但し、アダプター14が配置されていない場合、衝突時の衝撃エネルギーを同時に全てのエネルギー吸収梁13に伝達することができない。これにより、特に衝突直後において、第1エネルギー吸収梁13aのみで衝撃エネルギーの吸収を行わなければならないため、衝撃エネルギーの吸収効率が悪い。よって、アダプター14は配置されていることが好ましい。
Also, in the first embodiment, the
また、アダプター14が配置されていない場合において、エネルギー吸収梁13の後端が第2ベース12から離隔していてもよい。但し、この場合、座屈が進行して第1ベース11が車両長手方向に沿って後方に移動すると、後端が固定されていないエネルギー吸収梁は車両幅方向、上下方向、又はその両方にずれてしまうおそれがある。そして、エネルギー吸収梁が車両長手方向に沿った軸から傾いた状態で座屈変形が進行する場合、衝撃エネルギーを十分に吸収することができない。したがって、複数のエネルギー吸収梁13の後端は全て第2ベース12に支持されていることが好ましい。
Also, the rear end of the
また、第1ベースの後端面は第2実施形態とは異なる段差形状を有していてもよい。例えば、図5に示すように、変形例2に係る衝撃エネルギー吸収構造301において、第1ベース61の後端面221は、車両長手方向に直交する第1平面221a及び第2平面221bと、後端面221と同一平面上にある第3平面221cとを有している。第2平面221bは第3平面221cよりも車両長手方向の前方側に位置しており、さらに、第1平面221aは第2平面221bよりも車両長手方向の前方側に位置している。第1平面221aと外側エネルギー吸収梁63aとは、車両長手方向に延びた同一線上に位置しており、第2平面221bと中間エネルギー吸収梁63bとは、車両長手方向に延びた別の同一線上に位置している。内側エネルギー吸収梁63cの先端は第3平面221cに支持されている。そして、全てのエネルギー吸収梁221の長さは同じである。また、第2実施形態と同様、第1ベース61の段差形状の部分を覆うように板240が配置されている。
なお、第2実施形態及び変形例2の段差形状は、第2ベース12が有していてもよい。
Also, the rear end surface of the first base may have a stepped shape different from that of the second embodiment. For example, as shown in FIG. 5, in the impact
Note that the
また、実施形態及び変形例において、6本のエネルギー吸収梁が配置されているが、7本以上でもよく、5本以下でもよい。一般に、エネルギー吸収梁の配置本数が多いほど衝撃エネルギーの吸収性は向上するが、第2ベースにかかる車両長手方向の座屈荷重の総量は大きくなる。よって、優先させたい性能に応じて最適な本数が選択される。また、図2及び図4に示した例において、複数のエネルギー吸収梁には長さのみが互いに異なる三種類のエネルギー吸収梁が含まれているが、複数のエネルギー吸収梁には長さのみが互いに異なる二種類又は四種類以上のエネルギー吸収梁が含まれていてもよい。また、複数のエネルギー吸収梁には、長さのみが互いに異なるのではなく、長さと車両幅方向に切断した断面形状とが互いに異なる二種類以上のエネルギー吸収梁が含まれていてもよい。さらに、複数のエネルギー吸収梁には、材質が互いに異なる二種類以上のエネルギー吸収梁が含まれていてもよい。 Also, in the embodiment and modification, six energy absorption beams are arranged, but the number may be seven or more, or five or less. In general, the greater the number of energy absorbing beams arranged, the more the absorption of impact energy is improved, but the total amount of buckling load applied to the second base in the longitudinal direction of the vehicle increases. Therefore, the optimum number is selected according to the performance to be prioritized. In addition, in the examples shown in FIGS. 2 and 4, the plurality of energy absorption beams includes three types of energy absorption beams that differ only in length. Two or four or more different types of energy absorbing beams may be included. In addition, the plurality of energy absorbing beams may include two or more types of energy absorbing beams that differ not only in length but also in length and cross-sectional shape cut in the vehicle width direction. Furthermore, the plurality of energy absorption beams may include two or more types of energy absorption beams made of different materials.
また、複数のエネルギー吸収梁13は、車両長手方向に沿った長さが同じもの同士が、車両長手方向に沿って延びる中心線に対して非対称に位置するように配置されていてもよい。但し、この場合、エネルギー吸収梁13が吸収する衝撃エネルギーの大きさは中心線に対して非対象となる。そして、第2ベース及びその後方の車体にかかる衝撃エネルギーは車両幅方向の一方の側に偏って大きくなるため、車体が変形しやすくなり、衝撃エネルギー吸収構造として好ましくない。したがって、複数のエネルギー吸収梁13は、車両長手方向に沿った長さが同じもの同士が、車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称に位置するように配置されていることが好ましい。
Moreover, the plurality of
1,101,201,301 衝撃エネルギー吸収構造
11,31,61 第1ベース
12 第2ベース
13,33,53,63 エネルギー吸収梁
14,54 アダプター
40,240 板
100 鉄道車両
1, 101, 201, 301 impact
Claims (5)
車両幅方向に延びた第1ベースと、
前記車両幅方向に延び且つ前記第1ベースよりも車両長手方向の後方に配置された第2ベースと、
前記第1ベースと前記第2ベースとの間において、前記車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが前記車両長手方向に平行である第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とを含む複数のエネルギー吸収梁と、
前記複数のエネルギー吸収梁の少なくとも1つのエネルギー吸収梁の先端と前記第1ベースの後端面との間に配置され、且つ、前記複数のエネルギー吸収梁よりも前記車両長手方向の座屈荷重が小さいアダプターと、
を備えており、
前記第1ベースの後端面及び前記第2ベースの先端面が平坦であり、
前記複数のエネルギー吸収梁の後端は、前記第2ベースの先端面に支持され、
前記第1エネルギー吸収梁は、前記第2エネルギー吸収梁よりも、前記車両長手方向に沿った長さが長く、
前記第1ベースの後端面と前記第1エネルギー吸収梁の先端との間の距離が、前記第1ベースの後端面と前記第2エネルギー吸収梁の先端との間の距離より小さく、
前記第2エネルギー吸収梁の先端は、前記第1ベースから離隔し、
前記アダプターの少なくとも1つは、前記第1ベースと前記第2エネルギー吸収梁とに支持されており
前記複数のエネルギー吸収梁および前記アダプターは、前記車両長手方向に沿った長さが同じもの同士が前記車両長手方向に沿って延びる中心線に対して対称に位置するように配置され、
前記中心線に近いほど、前記エネルギー吸収梁の前記車両長手方向に沿った長さが短く且つ前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さが長いことを特徴とする衝撃エネルギー吸収構造。 An impact energy absorbing structure for absorbing impact energy at the time of a collision, arranged at the front end of a railway vehicle,
a first base extending in the vehicle width direction;
a second base extending in the vehicle width direction and arranged behind the first base in the vehicle longitudinal direction;
A plurality of energy absorbing beams including a first energy absorbing beam and a second energy absorbing beam that are arranged along the vehicle width direction and parallel to the vehicle longitudinal direction between the first base and the second base. an energy absorbing beam;
It is arranged between the tip of at least one of the plurality of energy absorption beams and the rear end surface of the first base, and has a smaller buckling load in the longitudinal direction of the vehicle than the plurality of energy absorption beams. an adapter;
and
a rear end surface of the first base and a front end surface of the second base are flat;
the rear ends of the plurality of energy absorption beams are supported by the tip surface of the second base;
The first energy absorbing beam has a length along the longitudinal direction of the vehicle longer than that of the second energy absorbing beam,
the distance between the rear end face of the first base and the tip of the first energy absorption beam is smaller than the distance between the rear end face of the first base and the tip of the second energy absorption beam;
the tip of the second energy absorption beam is separated from the first base;
At least one of the adapters is supported by the first base and the second energy absorbing beam, and the plurality of energy absorbing beams and the adapter have the same length along the longitudinal direction of the vehicle. arranged symmetrically with respect to a center line extending along the longitudinal direction of the vehicle,
An impact energy absorbing structure, wherein the closer to the center line, the shorter the length of the energy absorbing beam along the longitudinal direction of the vehicle and the longer the length of the adapter along the longitudinal direction of the vehicle.
前記第3エネルギー吸収梁の後端は、前記第2ベースの先端面に支持され、
前記第3エネルギー吸収梁は、前記第2エネルギー吸収梁よりも、前記車両長手方向に沿った長さが短く、
前記第3エネルギー吸収梁の先端は、前記第1ベースから離隔し、
前記アダプターの少なくとも一つは、前記第1ベースと前記第3エネルギー吸収梁とに支持されており、
前記第1ベースと前記第3エネルギー吸収梁とに支持された前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さが、前記第1ベースと前記第2エネルギー吸収梁とに支持された前記アダプターの前記車両長手方向に沿った長さより長いことを特徴とする請求項1に記載の衝撃エネルギー吸収構造。 the plurality of energy absorbing beams further comprising a third energy absorbing beam;
the rear end of the third energy absorption beam is supported by the tip surface of the second base;
The third energy absorption beam has a length along the longitudinal direction of the vehicle shorter than that of the second energy absorption beam,
the tip of the third energy absorption beam is separated from the first base,
at least one of the adapters is supported by the first base and the third energy absorbing beam;
The length of the adapter supported by the first base and the third energy absorption beam along the longitudinal direction of the vehicle is the length of the adapter supported by the first base and the second energy absorption beam. 2. The impact energy absorbing structure according to claim 1, wherein the length is longer than the length along the longitudinal direction of the vehicle.
車両幅方向に延びた第1ベースと、
前記車両幅方向に延び且つ前記第1ベースよりも車両長手方向の後方に配置された第2ベースと、
前記第1ベースと前記第2ベースとの間において、前記車両幅方向に沿って並べられ且つそれぞれが前記車両長手方向に平行である複数のエネルギー吸収梁とを備えており、
前記複数のエネルギー吸収梁が、前記車両長手方向に同じ長さを有し、且つ、第1エネルギー吸収梁と第2エネルギー吸収梁とを含んでおり、
前記複数のエネルギー吸収梁の後端が、前記第2ベースの先端面に支持され、
前記第1ベースの先端面が、平坦であり、
前記第1ベースの後端面が、前記車両長手方向に直交する複数の平面が形成された段差形状を有しており、
前記複数の平面が、第1平面と、前記第1平面よりも前方に位置する第2平面とを含んでおり、
前記第1エネルギー吸収梁と前記第1平面とが、前記車両長手方向に延びた同一線上に位置しており、前記第2エネルギー吸収梁と前記第2平面とが、前記車両長手方向に延びた別の同一線上に位置しており、
前記第1平面と前記第1エネルギー吸収梁の先端との間の距離が、前記第2平面と前記第2エネルギー吸収梁の先端との間の距離より小さいことを特徴とする衝撃エネルギー吸収構造。 An impact energy absorbing structure for absorbing impact energy at the time of a collision, arranged at the front end of a railway vehicle,
a first base extending in the vehicle width direction;
a second base extending in the vehicle width direction and arranged behind the first base in the vehicle longitudinal direction;
a plurality of energy absorption beams arranged along the vehicle width direction between the first base and the second base and parallel to the vehicle longitudinal direction;
the plurality of energy absorbing beams having the same length in the longitudinal direction of the vehicle and including a first energy absorbing beam and a second energy absorbing beam;
the rear ends of the plurality of energy absorption beams are supported by the tip surface of the second base;
the tip surface of the first base is flat,
the rear end surface of the first base has a stepped shape formed with a plurality of planes orthogonal to the longitudinal direction of the vehicle;
The plurality of planes includes a first plane and a second plane located forward of the first plane,
The first energy absorbing beam and the first plane are positioned on the same line extending in the vehicle longitudinal direction, and the second energy absorbing beam and the second plane extend in the vehicle longitudinal direction. is located on another collinear line,
An impact energy absorbing structure, wherein the distance between the first plane and the tip of the first energy absorbing beam is smaller than the distance between the second plane and the tip of the second energy absorbing beam.
前記第1ベースの後端面に形成された前記複数の平面は、前記中心線に近いほど前方に位置することを特徴とする請求項3に記載の衝撃エネルギー吸収構造。 the rear end surface of the first base has a shape symmetrical with respect to a center line extending along the longitudinal direction of the vehicle;
4. The impact energy absorbing structure according to claim 3, wherein the plurality of planes formed on the rear end surface of the first base are located forwardly toward the center line.
前記被覆部材の後端面と、前記複数の平面のうち最も後方に位置する平面とが、車両幅方向に延びた同一線上に位置し、
前記複数のエネルギー吸収梁の先端が、前記被覆部材の後端面または前記複数の平面のうち最も後方に位置する平面に支持されていることを特徴とする請求項3または4に記載の衝撃エネルギー吸収構造。 a covering member covering a plane positioned forward of the rearmost plane among the plurality of planes formed on the rear end surface of the first base;
the rear end surface of the covering member and the rearmost plane of the plurality of planes are positioned on the same line extending in the vehicle width direction,
5. The impact according to claim 3, wherein the tips of the plurality of energy absorbing beams are supported by the rear end surface of the covering member or the rearmost plane among the plurality of planes. energy absorbing structure.
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