JPH0339632Y2 - - Google Patents

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JPH0339632Y2
JPH0339632Y2 JP16202085U JP16202085U JPH0339632Y2 JP H0339632 Y2 JPH0339632 Y2 JP H0339632Y2 JP 16202085 U JP16202085 U JP 16202085U JP 16202085 U JP16202085 U JP 16202085U JP H0339632 Y2 JPH0339632 Y2 JP H0339632Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本考案は鉄道車両の先頭に取り付けられ、落
石、自動車等の障害物との衝突事故時に、乗客や
乗務員の安全を守ると共に、車両を保護するため
に利用される鉄道車両用衝撃吸収装置の改良に関
するものである。 〔従来の技術〕 従来、この種の鉄道車両用衝撃吸収装置は、第
8図に示すように、車体Gに取り付けた支持棒1
の受衝側に、アルミ厚板や軟綱板からなる板バネ
2を図示の如く複数枚取り付けて構成したもの
や、第9図に示すように、車体Gに取り付けた油
圧ダンパー3の受衝側に、アルミ厚板や軟鋼板か
らなる受圧板4を図示の如く取り付けて構成した
ものが使用されている。 ところが、これら従来の各鉄道車両用衝撃吸収
装置は、その構造から重量が300〜400Kgと非常に
重いばかりでなく、落石、自動車等の障害物との
衝突時における反力が大きい等問題があるのが現
状である。 〔考案の目的〕 本考案は上述した問題点を解消すべく、実験し
検討した結果、達成されたものである。 従つて本考案の目的は、軽量で障害物との衝突
時における反力が小さく、しかも、衝突時におけ
る衝撃吸収力が大きい優れた鉄道車両用衝撃吸収
装置を提供することにある。 〔考案の構成〕 すなわち本考案は、受衝板と取付部材との間に
衝撃吸収部材を取り付けてなり、前記衝撃吸収部
材は、座屈抗力が3.5Kg/cm2以上のハニカムブロ
ツクから構成し、しかも、このハニカムブロツク
の軸線を受衝方向に対して5°〜15°傾斜せしめて
前記受衝板と取付部材との間に取り付けたことを
特徴とする鉄道車両用衝撃吸収装置を、その要旨
とするものである。 以下本考案を実施例により図面を参照して詳細
に説明する。 第1図〜第4図は本考案の実施例からなる鉄道
車両用衝撃吸収装置を示し、第1図は平面視説明
図、第2図は本考案の要部を示す一部を切欠した
平面視説明図、第3図は同上一部を切欠した正面
視説明図、第4図a,bはそれぞれ本考案の要部
を構成するハニカムブロツクの一部を拡大した正
面視説明図である。 図においてEは本考案の実施例からなる鉄道車
両用衝撃吸収装置で、受衝板10と取付部材20
との間に衝撃吸収部材Hを取り付けることにより
構成されている。 そして本考案において、特に、前記衝撃吸収部
材Hは、座屈抗力が3.5Kg/cm2以上のハニカムブ
ロツク30から構成し、しかも、このハニカムブ
ロツク30の軸線30aを受衝方向Fに対して5°
〜15°傾斜せしめて前記受衝板10と取付部材2
0との間に取り付けてある。 このように、ハニカムブロツク30を前記受衝
板10と取付部材20との間に取り付けるに際し
て、ハニカムブロツク30の軸線30aを受衝方
向Fに対して5°〜15°傾斜せしめたのは、ハニカ
ムブロツク30の製造過程において、従来必ず行
なわれていた初期抗力の低減のためのプリクラツ
シユ工程を省略し、コストダウンを図るためであ
る。 すなわち、ハニカムブロツク30にプリクラツ
シユを施さず、しかも、ハニカムブロツク30の
軸線30aを受衝方向Fと一致せしめて受衝板1
0と取付部材20との間に取り付けた場合、衝突
時において、第5図aの座屈抗力曲線図に示す通
り、初期抗力が著しく増大して取付部材20に負
荷される衝撃荷重が約2倍になるため好ましくな
い。従つて、従来は上述したようにハニカムブロ
ツク30の製造過程において、プリクラツシユを
必ず施しているのである。 しかしながら、本考案においては上述したよう
に、ハニカムブロツク30の軸線30aを受衝方
向Fに対して5°〜15°傾斜せしめて前記受衝板1
0と取付部材20との間に取り付けることによ
り、後述する実験結果から明らかなように、衝突
時における初期抗力の増大を確実に阻止でき衝突
時の反力を大幅に低減せしめることができる一
方、コストダウンを図ることができる。 また、ハニカムブロツク30の軸線30aの受
衝方向Fに対する傾斜角度θを5°〜15°の範囲内
に設定したのは、傾斜角度θが5°未満であると、
衝突時における初期抗力の増大阻止効果が少なく
なり、また傾斜角度θが15°を超えると、衝突時
における座屈抗力が低下するので好ましくないか
らである。 しかも、上述したハニカムブロツク30の軸線
30aの受衝方向Fに対する傾斜方向は、ハニカ
ムブロツク30を構成する箔状シート33の接合
部32の方向(第4図a参照)と略一致せしめる
ことが好ましい。 これは、傾斜方向が接合部32の方向と著しく
ずれると、衝突時における座屈抗力が低下するか
らである。 さらに、上述した衝撃吸収部材Hは、本実施例
において第1図〜第3図に示すように、上述した
ハニカムブロツク30を中間板40を介して4
層、つまり複数層積層して構成されている。 このように、本実施例においては複数のハニカ
ムブロツク30を中間板40を介して積層してあ
るので、衝撃吸収ストロークを大きくすることが
できる。従つて、衝撃荷重を大きくすることな
く、衝突時における衝撃吸収エネルギーを大幅に
向上することができる。 さらに説明すると、本考案において衝撃吸収部
材Hを構成するハニカムブロツク30は、座屈抗
力が上述したように3.5Kg/cm2以上のものが用い
られている。 これは、鉄道車両の衝撃エネルギーは数トン・
メートル以上と非常に大きい関係上、座屈抗力が
3.5Kg/cm2未満のハニカムブロツクでは、その衝
撃エネルギーを吸収するハニカムブロツクの寸法
が著しく大きくなり車両に取り付け難い寸法にな
つて実用的でないからである。 これをさらに具体的に説明すると、 質量mの物体が衝突速度Vで座屈抗力fcrのハ
ニカムブロツクに衝突した時、衝突断面積をAと
すると、ハニカムブロツクの座屈ストロークS
は、 S=mV2/2・fcr・A ……(1) となる。 ここで、ハニカムブロツクの全厚tcの70%が座
屈に働くため、 S=0.7・tc ……(2) また、重力加速度をg、重量をWとすると、 W=mgであるから、 tc=WV2/2×0.7・fcr・A・g ……(3) と表わせる。 例えば、 W=50Kg、 V=20m/sec、 fcr=3Kg/cm2=30000Kg/m2、 A=0.032m2(直径≒20cm)とすると、 tc=50×202/1.4×30000×0.032×9.8=1.5m となり、車両の取付スペースを考慮すると、少し
大き過ぎて実用的でないが、座屈抗力が6Kg/cm2
のハニカムブロツクを使用すれば、fcrが75cmと
なり実用に供することができる。 上記ハニカムブロツク30の厚さtcは、現在、
設備上の制限から最大30cm程度である。しかしな
がら、前記衝撃吸収部材Hとして使用する場合、
上述したように、厚さtcが1mぐらいのハニカム
ブロツクが必要である関係上、複数のハニカムブ
ロツク30を積層して用いることが好ましい。 しかしながら、ハニカムブロツク30だけを単
に積み重ねると、ハニカムブロツク30を形成し
ている箔状シートは20〜100ミクロンと非常に薄
いため、衝撃荷重が加わつた時、箔状シート33
が破れてしまい本来の座屈抗力を発揮せしめるこ
とができない。 そこで、前述した本実施例のように、複数のハ
ニカムブロツク30を中間板40を介して積層し
て用いることが好ましい。 この中間板40は、薄い(0.5mm程度)のアル
ミニウム板、FRP積層板、プラスチツク板等で
構成し、この中間板40とハニカムブロツク30
とは、エポキシ、フエノール、アクリル等の樹脂
系接着剤で接着接合することが好ましい。 このように、複数のハニカムブロツク30を中
間板40を介して積層すれば、所望寸法のハニカ
ムブロツク製の衝撃吸収部材Hを容易に製作する
ことができ、大型の鉄道車両用衝撃吸収装置を容
易に製造することができる。 さらに、上述したハニカムブロツク製の衝撃吸
収部材Hを、受衝板10と取付部材20との間に
取り付けて鉄道車両用衝撃吸収装置を製作した場
合、ハニカムブロツク30内に空気は接着により
封じ込められる。従つて、衝撃吸収部材Hが衝撃
荷重を受けた時、ハニカムブロツク30内の空気
圧は最大約3Kg/cm2も増大し、これが座屈抗力に
付加されることになる。(第6図a,b参照) しかしながらこの空気圧の影響は、接着剤が破
壊して空気が抜ける場合もある等必ずしも一定で
なく、予測し難い。 そこで、本実施例においては第4図a,bに示
すように、ハニカムブロツク30を非気密化し、
上述した空気圧の影響を排除し得るようにしてあ
る。 このようにハニカムブロツク30を非気密化す
る手段として、本実施例においては第2図に示す
ように、ハニカムブロツク30を構成する箔状シ
ートに空気抜き孔31が設けてある。 また、上述した非気密化手段に加えて、前記受
衝板10あるいは中間板40に空気抜け孔を設け
ても良く、また、ハニカムブロツク30の接着組
立品の強度を検討し、接着強さに余裕があれば部
分的に接着しない部分を設けて空気抜きを行う手
段としても良い。 なお、ハニカムブロツク30の材質は、アルミ
ニウム等金属、合成樹脂の使用が可能であるが強
度等の点からアルミニウム製が好ましい。 第6図a,bはそれぞれ非気密化手段を施して
いない従来のハニカムブロツクにおける座屈強度
の試験結果を示す図である。 この図から非気密化手段を施していない従来の
ハニカムブロツクは、衝撃荷重を受けた時、ハニ
カムブロツク内に封じ込められた空気は圧縮さ
れ、空気圧が増大し、これが座屈抗力に付加され
て衝突時における反力が大きくなつてしまうこと
が判る。 〔実施例 1〕 本実験例においては、ハニカムブロツクにプリ
クラツシユを施さず、しかも、ハニカムブロツク
の軸線を受衝方向に対して15°傾斜せしめて前記
受衝板と取付部材との間に取り付けた場合におけ
る座屈抗力を調べた。 本実験例に用いたハニカムブロツクの仕様は次
の通りである。 ・ ハニカムブロツクのコード番号 3.1−3/16−10P−5052 ・ 供試品の寸法 51×51×51mm なお、コード番号はMIL−C−7438Fの表示方
法を参照した。 実験方法は次の通りである。 ASTM C365(サンドイツチパネルの平面圧縮
試験)を準用し、座屈スピードを100mm/分で実
施した。 実験の結果、第5図bに示す実験結果をえた。 第5図bからハニカムブロツク30の軸線30
aの受衝方向Fに対する傾斜角度θが15°であれ
ば、衝突時における初期抗力の増大を確実に阻止
でき衝突時の反力を大幅に低減せしめることがで
きることが判る。 〔実験例 2〕 本実験例においては、ハニカムブロツク30の
軸線30aの受衝方向Fに対する傾斜角度θと、
座屈強さとの関係を調べた。 本実験例に用いたハニカムブロツクの仕様は次
の通りである。 ・ ハニカムブロツクのコード番号 3.4−1/4−15P−5052 ・ 供試品の寸法 100×100×100mm 実験方法は次の通りである。 ASTM C365(サンドイツチパネルの平面圧縮
試験)を準用し、座屈スピードを100mm/分で実
施した。 実験の結果、第1表に示す実験結果をえた。
〔考案の効果〕
本考案は上述したように、受衝板と取付部材と
の間に衝撃吸収部材を取り付けてなり、前記衝撃
吸収部材は、座屈抗力が3.5Kg/cm2以上のハニカ
ムブロツクから構成し、しかも、このハニカムブ
ロツクの軸線を受衝方向に対して5°〜15°傾斜せ
しめて前記受衝板と取付部材との間に取り付けた
から、次のような効果を奏する。すなわち、 (1) ハニカムブロツクの軸線を受衝方向に対して
5°〜15°傾斜せしめて前記受衝板と取付部材と
の間に取り付けてあるので、ハニカムブロツク
にプリクラツシユを施さなくても、衝突時にお
ける初期抗力の増大を確実に阻止でき衝突時の
反力を大幅に低減せしめることができる。この
結果、大幅なコストダウンを図ることができ
る。 なお、このプリクラツシユ加工を省略する効
果は鉄道車両用緩衝吸収装置に限らずハニカム
ブロツクを使用した緩衝装置全般に利用でき
る。 (2) 重量を前述した従来の鉄道車両用衝撃吸収装
置と比較して大幅に軽減することができる。 (3) 障害物との衝突時における最大衝撃荷重及び
反力を前述した従来の鉄道車両用衝撃吸収装置
と比較して大幅に小さくできると共に、衝撃吸
収力を大きくすることができる。 (4) 上述したように大幅に軽量化できる一方、最
大衝撃荷重及び反力を小さくでき、しかも衝撃
吸収力を大きくすることができる結果、本装置
の車両への取付構造を簡素化、軽量化できると
共に、車両自体の構造をも簡素化、軽量化する
ことができて、コストダウンを図ることがで
き、しかも、上記各軽量化により省エネルギー
にも貢献することができる。 従つて、本考案は軽量で障害物との衝突時にお
ける反力が小さく、しかも、衝突時における衝撃
吸収力が大きい優れた鉄道車両用衝撃吸収装置を
著しく安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本考案の実施例からなる鉄道
車両用衝撃吸収装置を示し、第1図は平面視説明
図、第2図は本考案の要部を示す一部を切欠した
平面視説明図、第3図は同上一部を切欠した正面
視説明図、第4図a,bはそれぞれ本考案の要部
を構成するハニカムブロツクの一部を拡大した正
面視説明図、第5図aはハニカムブロツクにプリ
クラツシユを施さず、しかも、ハニカムブロツク
の軸線を受衝方向と一致せしめて受衝板と取付部
材との間に取り付けた場合における座屈抗力曲線
図、第5図bはハニカムブロツクにプリクラツシ
ユを施さずしかも、ハニカムブロツクの軸線を受
衝方向に対して15°傾斜せしめて前記受衝板と取
付部材との間に取り付けた場合における座屈抗力
曲線図、第6図a,bはそれぞれ非気密化手段を
施していない従来のハニカムブロツクにおける座
屈強度の試験結果を示す図、第7図はアルミ板、
鉄板及びハニカムブロツクを鉄道車両用衝撃吸収
装置の衝撃吸収部材として用いた場合における各
緩衝特性を示す図であり、また、第8図及び第9
図は従来の鉄道車両用衝撃吸収装置を示す平面視
説明図である。 10……受衝板、20……取付部材、30……
ハニカムブロツク、H……衝撃吸収部材。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 受衝板と取付部材との間に衝撃吸収部材を取り
    付けてなり、前記衝撃吸収部材は、座屈抗力が
    3.5Kg/cm2以上のハニカムブロツクから構成し、
    しかも、このハニカムブロツクの軸線を受衝方向
    に対して5°〜15°傾斜せしめて前記受衝板と取付
    部材との間に取り付けたことを特徴とする鉄道車
    両用衝撃吸収装置。
JP16202085U 1985-10-24 1985-10-24 Expired JPH0339632Y2 (ja)

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JP16202085U JPH0339632Y2 (ja) 1985-10-24 1985-10-24

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JPS6271426U JPS6271426U (ja) 1987-05-07
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JP2002067954A (ja) * 2000-08-28 2002-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車体構造

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