(57)【要約】【課題】  鉄道車両の床構体の下部に取付けられて衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収構造体の改良を図る。【解決手段】  衝撃吸収構造体２００は、中空形材を溶接等の接合手段Ｗ１等で接合した４角柱形状を有する。中空形材は、外板２１０と内板２２０がトラス２３０で結ばれた構造を有する。外角部２４０と内角部２４２を結ぶ線Ｔ１のトラスは除去され、外板２１０と内板２２０とトラス２３０で形成される空間Ｒ２は、他の部分の空間Ｒ１より大きく形成される。この構成により、角部２４０の稜線２５０に沿った剛性を低減し、衝撃吸収特性を向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床構体と側構体と屋根構体を有する鉄道車両の床構造体の下部に設けられる衝撃吸収構造体であって、
衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の構造を備え、４角柱の角部の稜線近傍の剛性は他の部分の剛性より低く設定されてなる鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項２】
４角柱を構成する部材は、外板と内板と外板と内板を結ぶトラスを有する中空形材であって、各部の内側のトラスは存在しない構造を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項３】
４角柱を構成する部材は、外板と内板と外板と内板を結ぶトラスを有する中空形材であって、トラスのピッチは中央から角部に向けて増加する構造を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項４】
４角柱を構成する部材は、外板と内板と外板と内板を結ぶトラスを有する中空形材であって、中空部材は、角部近傍の部分が他の部分より柔らかい材料で構成される構造を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項５】
４角柱を構成する部材は、外板と内板と外板と内板を結ぶトラスを有する中空形材であって、中空部材は、角部を除く中央部の両側面に補強部材が重ねられた構造を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項６】
４角柱を構成する部材は、外板と内板と外板と内板を結ぶトラスを有する中空形材であって、中空部材は、角部の稜線の一部に切欠き部を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【請求項７】
角部の稜線の内側に角穴が設けられる構造を備える請求項１記載の鉄道車両用衝撃吸収構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用の衝撃吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、本発明を適用する鉄道車両の構造を示す説明図である。
全体を符号１で示す鉄道車両は床構体１０、側構体２０、屋根構体３０を有する。床構体１０の下部には、中梁５０や側梁７０が取付けられて台枠を形成している。又、床構体１０の下部には、配線や配管６０も取付けられる。
台枠の中梁５０と側梁７０で囲まれる空間８０に衝撃吸収構造体１００が取付けられる。この衝撃吸収構造体１００は、例えば4角柱状の断面形状を有し、軸方向に所定の長さ寸法を有する。
【０００３】
図１０は、従来の衝撃吸収構造体１００の断面構造を示す。この衝撃吸収構造体１００は、平行する２枚の板材１１０，１２０をトラス１３０で連結したいわゆる、ダブルスキンの中空形材でつくられる。
４角柱で構成される衝撃吸収構造体１００の角部１４０の内側にもリブ１５０が設けられている。
中空形材で構成される鉄道車両の衝撃緩和構造は、下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１６６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
４辺形の断面構造を持つ衝撃吸収構造体は、角部の剛性が他の部分に比べて高くなっている。
このために、衝撃吸収構造体が変形する際に、この角部の塑性変形抵抗が大きくなり、求められる衝撃吸収特性が得られないことがある。
本発明の目的は、衝撃吸収特性を改良した衝撃吸収構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の衝撃吸収構造体は、基本的な手段として、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の構造を備え、４角柱の角部の稜線近傍の剛性は他の部分の剛性より低く設定されてなるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の衝撃吸収構造体は、角部の稜線近傍の剛性を低下させてあるので、衝撃吸収特性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の衝撃吸収構造体の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１、図２は、本発明の第１の実施例を示す説明図である。
全体を符号２００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有し、長さ寸法Ｌ１を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体２００は、中空形材でつくられ、中空形材は、外板２１０と、内板２２０がトラス２３０で連結された構造を有する。すなわち、外板２１０と内板２２０とトラス２３０で囲まれる空間Ｒ１が連結される構造となっている。
【０００９】
中空形材は、互いに直交した状態で溶接等の接合手段Ｗ１より接合され、外板２１０が直交する外角部２４０と内板２２０が直交する内角部２４２が形成される。
本発明の衝撃吸収構造体２００にあっては、中空形材の外角部２４０と内角部２４２を結ぶ線Ｔ１に存在すべきトラスを省略した構造を有する。
すなわち、角部に形成される空間Ｒ２は、他の部分の空間Ｒ１に比べてほぼ２倍の容量をもつこととなる。
この構造を採用することにより、衝撃吸収構造体２００の角部の塑性変形抵抗が低下し、変形特性が変化する。
【００１０】
図３は、横軸に衝撃吸収構造体の変形量Ｄを、たて軸に衝撃荷重をとったカーブである斜線で囲まれる部分が衝撃吸収エネルギーを示す。
カーブＣ１は、従来構造の衝撃吸収構造体の特性を示し、カーブＣ２は、本発明の構造の衝撃吸収構造体の特性を示す。
この特性カーブに示されるように、本発明の衝撃吸収構造体にあっては、変形特性が向上し、吸収される衝撃エネルギーの総量も大きくすることができる。
【００１１】
本構造によれば、中空形材の外角部２４０と内角部２４２を結ぶ線Ｔ１に存在すべきトラスを省略することにより、角部の空間Ｒ２の容量が大きくなる。したがって、前記角部の塑性変形抵抗が低下することにより図３の荷重Ｆのピークを低く抑えることができる。このことは、従来の構造によれば、角部のトラス部が荷重Ｆを受けて変形を開始するが、該角部のトラス部が座屈を始めると極端にその部分の剛性が低下する。
【００１２】
一方、本実施例の場合、前記角部の空間Ｒ２周囲は、他部分部に対して、従来構造よりも剛性の差が小さく、荷重下のピークを低く抑えることができる。また、本実施例の場合、角部の空間Ｒ２周囲と他の部分とが、従来構造に比べて、同期して変形が進むので、図３で示す衝撃吸収エネルギーを増大させることができる。
前記荷重Ｆのピークを低く抑えることにより、乗客の衝撃が減少することから、従来構造に比べて、本実施例の構造は、衝撃吸収性能を向上できる。
【実施例２】
【００１３】
図４は、本発明の第２の実施例を示す説明図である。
全体を符号３００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体３００は、中空部材でつくられ、中空部材は外板３１０と内板３２０がトラス３３０で連結された構造を有する。外板３１０は、直行して外角部３４０を形成し、内板３２０は直交して内角部３４２を形成する。
【００１４】
本実施例の衝撃吸収構造体３００を構成する中空形材にあっては、トラス３３０のピッチＰ１を４角柱の平面の中央部では短く、角部へ向かうにつれて、ピッチＰ２，Ｐ３を大きく形成してある。
すなわち、外板３１０、内板３２０、トラス３３０で囲まれる空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、中央部から角部に向けて大きくなるように形成されている。
この構造を備えることによって、衝撃吸収構造体３００の衝撃吸収特性を求められる特性に設定することができる。
【実施例３】
【００１５】
図５は、本発明の第３の実施例を示す説明図である。
全体を符号４００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体４００は、中空部材でつくられ、中空部材は外板４１０と内板４２０がトラス４３０で連結された構造を有する。外板４１０は、直行して外角部４４０を形成し、内板４２０は直交して内角部４４２を形成する。
【００１６】
本実施例の衝撃吸収構造体４００を構成する中空形材にあっては、外角部４３０、内角部４３２を含む領域Ｅ１の材質を、その他の領域Ｅ２の材質に比べて軟らかい材料で構成されている。
この構造を備えることによって、衝撃吸収構造体４００の衝撃吸収特性を求められる特性に設定することができる。
【実施例４】
【００１７】
図６は、本発明の第４の実施例を示す説明図である。
全体を符号５００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体５００は、中空部材でつくられ、中空部材は外板５１０と内板５２０がトラス５３０で連結された構造を有する。外板５１０は、直行して外角部５４０を形成し、内板５２０は直交して内角部５４２を形成する。
【００１８】
本実施例の衝撃吸収構造体５００にあっては、４辺を形成する中空形材の角部を除く中央部分の両面に補強部材５５０を重ねた構造が採用されていて、この構成により、衝撃吸収構造体５００の角部以外の壁面の剛性が高くなり、衝撃吸収構造体５００の衝撃吸収特性を求められる特性に設定することができる。
【実施例５】
【００１９】
図７は、本発明の第５の実施例を示す説明図である。
全体を符号６００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体６００は、中空部材でつくられ、中空部材は外板６１０と内板６２０がトラス６３０で連結された構造を有する。外板６１０は、直行して外角部６４０を形成し、内板６２０は直交して内角部６４２を形成する。
【００２０】
本実施例の衝撃吸収構造体６００にあっては、外角部の稜線６５０の一部に切欠き部６６０を設けてある。
この構成により、外角部の稜線６５０の剛性が低くなり、衝撃吸収構造体６００の衝撃吸収特性を求められる特性に設定することができる。
【実施例６】
【００２１】
図８は、本発明の第６の実施例を示す説明図である。
全体を符号７００で示す衝撃吸収構造体は、中空の４辺形の断面形状を有する４角柱状の部材である。
衝撃吸収構造体７００は、肉厚寸法Ｎ１をもつ中空の部材７１０で形成される。衝撃吸収構造体７００は、角部７４０を結ぶ稜線７５０の内側に角穴７６０が設けられており、周囲の肉厚寸法Ｎ２は他の部分の肉厚寸法Ｎ１より薄く構成されている。
【００２２】
この構成により、角部の剛性が低くなり、衝撃吸収構造体７００の衝撃吸収特性を求められる特性に設定することができる。
なお、上述した衝撃吸収構造体は、アルミ合金等の材料を適宜に選択して製作することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は以上のように、鉄道車両の衝撃吸収構造体に実用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施例を示す説明図。
【図２】本発明の第１の実施例を示す説明図。
【図３】本発明と従来の特性の比較を示す図。
【図４】本発明の第２の実施例を示す説明図。
【図５】本発明の第３の実施例を示す説明図。
【図６】本発明の第４の実施例を示す説明図。
【図７】本発明の第５の実施例を示す説明図。
【図８】本発明の第６の実施例を示す説明図。
【図９】本発明を適用する鉄道車両の説明図。
【図１０】従来の衝撃吸収構造体を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１  鉄道車両
１０  床構体
２０  側構体
３０  屋根構体
５０  中梁
７０  側梁
２００  衝撃吸収構造体
２１０  外板
２２０  内板
２３０  トラス
２４０  外角部
２４２  内角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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