1227202 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關新幹線等鐵路車輛之排障板支撐構造。 【先前技術】 於鐵路車輛中，為了不捲進執道上的障礙物（例如重量 大約100kg的障礙物）而將其排除到側方，一般於車輛前頭 W δ又置排障裝置。又由於此種排障裝置在不捲入障礙物而 將其排除時，要求將車體的損傷盡量降低至輕微的程度， 故須作成在碰撞時難以受到碰撞能量影響的構造。因此， ’一般是於車輛前部配置難以變形的物體，並透過緩衝裝 置連接於車體的構造。 習知有一種排障板支撐構造，例如圖7及圖8所示， 係於彎曲成朝行駛方向前方凸出之鋼製排障板（rail guard) 1 〇 1後方，沿該排障板i 〇丨大致間隔其板厚設置將複 數片板簣102a重疊而成的緩衝板1〇2。此支撐構造是以緩 衝板102吸收由排障板丨〇丨的變形所吸收不完的能量。該 緩衝板102透過緩衝板支撐裝置1〇3及安裝座1〇4安裝於 車體底架1〇5(參考圖7)。又，排障板i〇i的左右兩側部透 過安裝座1〇6安裝於車體底帛1〇5。又，1〇7|排障板ι〇2 的防落下件。 此種構造，為因應隨著車輛高速化而增加的碰撞能量 ，故必要的板厚增加。結果，排耗1〇1 &為較車體底架 105為厚的鋼板。因此，在與障礙物碰撞的情形，排障板 1227202 un難以變形，而對車體施加大的揸擊荷重。 因此’達成重量輕、捲古脸 -告触 物排除到執道外的功 …直減低對車體的撞擊荷重的排障袭i，例如有曰本 ㈣娜41號之公報㈣露者。 有彎曲成朝行駛方向前方凸出的 八 )’灰排P早板之兩邊以橫梁 連結，於該排障板的執道中心線 、艮上排卩早板與橫梁之間使用 中空狀鋁合金製型材而構成。 【發明内容】 排障裝置，其目的如前述在於排除鐵路上的障礙物， 故其排障板(前端裙部)牢固地固定於車體底架的側梁。意 即，車體前頭部的強度變得極高。因此，車輛彼此實際碰 :時’碰撞時的撞擊過大’有時可能在車體前頭部破壞之 两’位於前頭部排障裝置後側的駕驶室就先破壞。此種情 料以說對乘務員不利，财撞性差。於此，「耐撞性」意 指可確保乘務員的生存區（存活區，survival z〇ne)，減低對 乘務員的撞擊。 ’ 本發明係有鑑於此點而提出者，其目的在於提供耐撞 擊性優異之鐵路車輛之排障板支撐構造。 本發明係用來將行驶中排除執道上障礙物的排障板支 撐於車體底架者；其具有如下之構成··於該排障板前頭部 之後側配設朝車輛前後方向延伸之能量吸收構件，該能量 吸收構件之後端部透過能量吸收構件支撐裝置安裝於該車 體底架；該排障板左右側部之上緣部，係於能量吸收構件 1227202 支撐裝置之側方位置被車體底架所支撐。 於此，能量吸收構件，並未特別限制，可使用導 =平均反作用力高的周知的能量吸收構件，例如方筒 如此’假定鐵路車輛彼此碰撞的情形 :預先考慮碰撞的各種因素決定車體前頭部潰縮= )勺長度在/貝縮區，無需支撐排障板的強固構件，緩 和對㈣板的約束，故可降低潰縮區破壞時的夸值荷重。' 另一方面，藉由在排障板前頭部的後側配 ::::峰值荷重低、平均反作用力高的能量吸收構: 里㈣之吸收可由能量吸收構件來補1因此 ::僅設置排障板的情形，本發明較能提高碰撞能量1吸 收性能，緩和對乘務員的撞擊。χ，由於原本排障裝置的 ^的疋’排除障礙物時所需吸收的能量的大部分均由該能 里吸收構件所負擔，故亦緩和障礙物排障時的撞擊。 因此’當有必要程度以上的大碰撞能量作用於行驶中 上障礙物排除至軌道外的排障板時，能藉能量吸收 構件來吸收而緩和對乘務員的撞擊。 =者為’該排障板左右側部之上緣部，係於駕驶室 之則方透過排障板支撐裝置安裝於車體底架。 方入$ 2 ’错由使包含駕驶室的乘務貝生存區（存活區）位 方。亥心區後方，可避免在碰撞時塵毀㈣叫駕歇室，確 保，矛力貝的生存區。亦即，由於利用能量吸收構件之碰撞 能置的吸收是在於遠離駕駛座之前方潰縮區所進行，故確 1227202
保乘務員的生存區（存活F (存4)並且緩和對乘務員的撞擊。 奴佳者為，該排障板，係 傾斜之形狀，於前 越…越心方或側方 之塊體，該排障板之=緣部附近安震有大致長方體形 致鉛垂下方之别頭部之下緣部位於該塊體前面之大 藉此由於在排障板前頭部的上緣部附近安裝大致 方體形的塊體，該排障板前頭部的τ緣部位於塊 、 大致錯垂下方’故在車輛彼此碰撞時，排障板的上二八 〇m'b, 輛前後方向產下生方向荷重’使排障板的昼毀變形穩定地沿車 【實施方式】 發明之實施 W — 以下根據圖式說明本發明之實施形態。 如圖1及圖2所示，行駛中排除軌道上障礙物的排障 板1’係整體彎曲成前方凸出之馬蹄狀，由前頭部1A、及 自立其左右S端延伸至後方的左右側部1B、lc戶斤構成。排 P平板1全體透過具有排障板吊掛件2及上部支撐構件3的 排障板支撐構件22而以吊掛狀態安裝於車體底架10,亦 即’排障板1的前頭部1A並不被直接支撐於車體底架1〇 二具，而言，於圖示的潰㈣s之後方，該排障板】的左 々側β IB、ic的上緣部透過複數個排障板吊掛件2固定 於上部支樓構件3。該上部支撐構件3安裝於車體底架ι〇 1227202 ，貝％區s係於車體構造中設計成會藉由組成變形來吸 碰撞能量的範圍。 加於該排障板1前頭部1A的後側向後突出設置連結托 $ 4。該連結托架4，係與配置於車體前後方向的作為能 量:收，件的四方筒狀撞擊吸收用㈣5的前端部柄連= :::㈣反1後方並未如同習知者設置沿排障板重疊複數 #，育：緩衝板。撞擊吸收用管# 5，係沿車輛中心軸延 6又’其前端附近的上面，向上側形成相對車輛的中心轴呈 Ϊ:對5 :之Λ 口部。形成有該缺口部^的撞擊吸收用 1端，係有弓丨起能量吸收用蛇腹變形的觸發部的 板二Γ使用四方筒形撞擊吸收用管件5替代習知緩衝 文為有利於重量減輕的構造。 且’該撞擊吸收管件不必為一個，複 士卜小軎犯 “、、对’於 ^ ，較佳者，係配置成相對於車|中 稱。由於當有車輛中心轴方向的撞擊作用：二呈= :)=重極平均地作用於各撞擊吸收用二 吸收用二擊;及Λ用官件不會向左右倒下’而會藉由撞擊 及收用S件的蛇腹變形來進行能量吸收。 延伸：下IS擊吸收用管件5的後端部與朝車體左右方向 、下。卩支撐構件ό連結，下部支撐 狀構件。該下1支γ構# 疋封閉的箱
Mu 的左右兩端部，❹㈣心 垂直方向延伸的左右支撐構件几、7r ^ 〇 i ^ ^ y. 的下立而部連結。左 右支撐構件7R的上端部，係於 工 緊固定於車俨底加1〇 ^ 貝知區s的後方，鎖 於車肢底木H)。又，下部支撐構“後側，藉朝後 1227202 方及斜上方延伸的左右傾斜支撐構件8L、8r而連結於車 體底架10。如此，支撐撞擊吸收用管件5後端部的能量吸 收構件支撐裝置21由該支撐構件6、7L、7R、儿、8r所 構成。 立如前述，於能量吸收構件支撐裝置21的側方位置，排 P早板1的左右側部1B、1C的上緣部透過排障板支撐裝置 22(由排障板吊掛# 2及上部支撐構件3構成）被支撐:車 體底架10。因此，排障板丨的左右側部1B、lc上緣部透 過排障板支撐裝置22而安裝於車體底架10的位置是駕駛 室13位置的前方部位，駕駛室13位於潰縮區5之後方。 如此，在排障板1後側配設撞擊吸收用管件5，將其 後端部連結於安裝在車體底架1〇的能量吸收構件支撐裝 置21(支撑構件6、7L、7R、8L、8R)，藉此可使吸收碰撞 能量用的變形行程足夠長。又，藉由於車體前頭部的潰縮 區s之後方以排障板支撐裝置21(支撐構件2、3)支撐排障 板1，就不必於潰縮區s設置支撐剛性高的支撐裝置，亦 可緩和排障板1的約束。結果，可抑制碰撞時的峰值荷重 ’獲得良好的耐撞性。 特別是可使包含駕駛室13的乘務員生存區（存活區）位 於該潰縮區S後方，故可避免在撞擊時壓毀駕駛室13，確 保乘務員的生存區。亦即，由於撞擊吸收用管件5的碰撞 能置吸收是於遠離駕駛室1 3之前方的潰縮區S來進行， 故可確保乘務員的生存區（存活區）並緩和對乘務員的撞擊 !2272〇2 傾叙又：如圖不’邊排障板1呈越往下部越往前方或側方 “的形狀。於排障!的前頭部的上緣部附近大致長方 f形之塊體，該排障板1的前頭部的下緣部位於該塊體9 則面的大致鉛垂下方。且，該塊體9的前面大致呈在鉛垂 面展開的平面，背面則呈對應於排障板1的傾斜面。藉由 如此的構成，於車輛彼此碰撞日寺，排障板i的上側部分（塊 體9的前面)與下側部分(排障板i的下緣部谱同時碰撞， 使由排障板工的前傾角(與錯垂面所成的角度)所產生的上 下方向的荷重減低，排障板丨的壓毁變形可沿車輛前後方 向產生。 並且，為了於行駛中排除執道上的障礙物，有必要以 上的大碰撞能量作用於排障板l0f，不僅排障板ι壓毀而 吸收碰撞能量，亦藉由撞擊吸收用管件5的蛇腹變形吸收 碰撞能量。因此，撞擊能量的吸收效果亦與習知構造（設有 沿排障板在排障板後側重疊複數片板簧而成的緩衝板的構 造）相當或比習知構造優異。 圖3之⑷至⑷顯不當使1〇〇kg之剛體球以時速 300km/h正面撞擊該排障板支撐構造的排障板而有撞擊荷 重作用時將其變化狀態模擬分析所得之結果。圖4顯示此 時排障板（排障裝置）的反作用力。圖3之（^至（ 擊後歷經時間T分別為〇sec、O.OPsec、〇川^ 〇.〇86sec時的變形圖。 如圖3之⑷至（d)及圖4所示，當使1〇〇kg之剛性球以 時速300km/h正面撞擊該排障板支撐構造之排障板而有撞 12 1227202 擊荷重作用時，碰撞能 〇·03sec的排障板的變形 變形所吸收而減低。且 行方向反作用力不超過 1¾ 0 罝’係於潰縮區S ’為撞擊後經過 、及其後側撞擊吸收用管件的蛇腹 ’於 T=〇sec 至 T=0.03sec 之間，進 8〇t〇nf，撞擊時的峰值荷重不會太 又’同樣地’圖5之⑷至⑷分別顯示：當使⑽^之 剛體球以時速300km/h從正面以偏置（〇ffset)之方式（自車 體中心向右大致偏離750mm)碰撞採用該排障板支撐構造 的排障板時之變化狀態。圖5之（&)至（〇)顯示此情形；撞=· 後的歷經時間T分別為0sec、0.015sec、〇 〇3咖時變开:的 圖。 於此情形下，如圖5之⑷至⑷所示，當使1〇〇kg之剛 體球以時速300km/h、偏離正面之方式進行撞擊而有碰撞: 荷重作用時，由於剛體球相對排障板的入射角小，故在碰 撞後歷經0.03sec之間，主要藉由排障板的變形，吸收緩 和撞擊並產生將剛體球排出執道外的反作用力。 再者，圖6之⑷至（e)進一步顯示：使剛壁〇b碰撞採_ 用前述排障板支撐構造的車體而有碰撞荷重作用時將此情 形之變化狀悲模擬分析的結果。於此情形下，圖6之（a)至 (e)疋顯示變形行私里Ds分別為〇mm、25〇mm、500mm、 75 0mm、lOOOmni時的變形的圖。 、 糸如述貫施形悲、中，雖基於容易引起有利於能量吸收 的蛇腹變形、可減輕重量的觀點，使用四方筒形之撞擊吸 收用管件作為能量吸收構件，不過，於本發明中不限於此 13 1227202 ，亦可使用其他周知的能量吸收構件。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 ^ 係”肩示本發明鐵路車輛之排障板支撐構造之側視 圖。 圖2係圖1之俯視圖。 圖3係⑷至（d)顯示當使1〇〇kg之剛體球以時速 3〇〇km/h正面碰撞採用本發明構造之排障板而有碰撞荷重· 作用日守將其鲶化狀態模擬分析後所得結果的示意圖。 圖4係顯不當使100kg之剛體球以時速3〇〇km/h正 面撞擊本發明之排障板支擇構造時，進行方向反作用力隨 時間變化的圖。 圖5係（a)至⑷顯示當使1〇〇kg之剛體球以時速 30〇km/h正面碰撞採用本發明構造之排障板而有碰撞荷重 作用時，將其變化狀態模擬分析所得結果的示意圖。 圖6，係⑷至⑷顯示當使剛壁碰撞採用纟發明構造之籲 車體而有碰撞荷重作用時，將其變化狀態模擬分析所得結 果的圖。 圖7,係顯示習知鐵路車輛的排障板支撐構造之側視 圖。 圖8 ’係圖7的俯視圖。 (一）元件代表符號 1 排障板 14 前頭部 左側部 右側部 排障板吊掛件 上部支撐構件 連結托架 撞擊吸收用管件 缺口部 下部支撐構件 左支撐構件 右支撐構件 左傾斜支撐構件 右傾斜支撐構件 塊體 車體底架 駕駛室 能量吸收構件支撐裝置 排障板支撐裝置 潰縮區 15