(57)【要約】【課題】本発明は、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得る構造のエネルギ吸収材及びエネルギ吸収材を備えた輸送機器を提供することにある。【解決手段】本発明のエネルギ吸収材は、エネルギ吸収材を形成する長手方向中央領域の壁面部材を、外側面板と外側面板の内側に設置されその内周側に空間部を形成する内側面板とこれらの外側面板と内側面板との間に配設されて両者を接続する複数のリブ部材によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材を、その内周側に前記空間部と共通の空間部を形成する外側面板によって構成し、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置して構成した。【選択図】図１２
2007210441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ吸収材を形成する長手方向中央領域の壁面部材を、外側面板と外側面板の内側に設置されその内周側に空間部を形成する内側面板とこれらの外側面板と内側面板との間に配設されて両者を接続する複数のリブ部材によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材を、その内周側に前記空間部と共通の空間部を形成する外側面板によって構成し、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とするエネルギ吸収材。
【請求項２】
エネルギ吸収材を形成する長手方向の壁面部材を、その内周側に空間部を形成する外側面板によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材である外側面板に切り欠き部を形成させ、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とするエネルギ吸収材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたエネルギ吸収材において、前記板部材の面積はエネルギ吸収材を形成する壁面部材の外形横断面積よりも大きくなるように形成したことを特徴とするエネルギ吸収材。
【請求項４】
エネルギ吸収材を形成する長手方向中央領域の壁面部材を、外側面板と外側面板の内側に設置されその内周側に空間部を形成する内側面板とこれらの外側面板と内側面板との間に配設されて両者を接続する複数のリブ部材によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材を、その内周側に前記空間部と共通の空間部を形成する外側面板によって構成し、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したエネルギ吸収材を輸送機器に装着させたことを特徴とするエネルギ吸収材を備えた輸送機器。
【請求項５】
エネルギ吸収材を形成する長手方向の壁面部材を、その内周側に空間部を形成する外側面板によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材である外側面板に切り欠き部を形成させ、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したエネルギ吸収材を輸送機器に装着させたことを特徴とするエネルギ吸収材を備えた輸送機器。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載されたエネルギ吸収材を備えた輸送機器において、前記板部材の面積はエネルギ吸収材を形成する壁面部材の外形横断面積よりも大きくなるように形成したことを特徴とするエネルギ吸収材を備えた輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体と衝突した際に衝突により生じるエネルギを吸収するエネルギ吸収材、及びエネルギ吸収材を備えた車両等の輸送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両、道路車両などに代表される輸送機器では、運行中に予期しない物体との衝突が生じる可能性がある。このため、仮に車両が物体と衝突した場合でも、この物体との衝突の衝撃から輸送機器に搭乗している乗員・乗客を保護するために、輸送機器の構造物の一部を積極的に変形させることにより衝突のエネルギを吸収する概念が存在する。
【０００３】
即ち、乗員・乗客が搭乗しており物体との衝突時に輸送機器の構造物が潰れないことを目的とした空間（以後、サバイバルゾーンと呼ぶ）と、物体との衝突時に輸送機器の構造物を積極的に変形させて衝突のエネルギを吸収する空間（以後、クラッシャブルゾーンと呼ぶ）を分離して輸送機器の構造物に設けるという概念である。
【０００４】
鉄道車両を例に挙げると、クラッシャブルゾーンは、主に衝突によるエネルギ吸収構造と梁構造という二つの構造に分類できる。前記エネルギ吸収構造とは衝突時に車体に作用する衝突のエネルギの大部分を吸収する構造であり、主にエネルギ吸収材により構成される。また、梁構造とはエネルギ吸収構造やクラッシャブルゾーンに付属する内装構造を支持する構造である。
【０００５】
特許文献１は、鉄道車両が障害物と衝突した際に衝突のエネルギを吸収するエネルギ吸収材として、焼鈍したアルミ合金製中空押出形材を用いて効率よく衝突のエネルギを吸収する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６８２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されたエネルギ吸収材では、輸送機器が走行時に仮に障害物と衝突した場合を想定すると、衝突時にエネルギ吸収材が変形を開始する際に高いピーク荷重が生じることになる。即ち、輸送機器が障害物と衝突した際に輸送機器に作用する荷重は、障害物と接触を開始した直後に高いピーク荷重が作用し、その後はピーク荷重ほどの大きな荷重は発生しないが輸送機器が走行しているのでこの走行に伴って輸送機器に働く荷重によってエネルギ吸収材の圧壊が進む。このような特性を持つエネルギ吸収材では、障害物との接触開始時に生じる前記ピーク荷重が大きい場合ほど高い減速度が生じるため、衝突により作用するこの減速度を下げて乗員や乗客を保護する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得る構造のエネルギ吸収材及びエネルギ吸収材を備えた輸送機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエネルギ吸収材は、エネルギ吸収材を形成する長手方向中央領域の壁面部材を、外側面板と外側面板の内側に設置されその内周側に空間部を形成する内側面板とこれらの外側面板と内側面板との間に配設されて両者を接続する複数のリブ部材によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材を、その内周側に前記空間部と共通の空間部を形成する外側面板によって構成し、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のエネルギ吸収材は、エネルギ吸収材を形成する長手方向の壁面部材を、その内周側に空間部を形成する外側面板によって構成し、エネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材である外側面板に切り欠き部を形成させ、このエネルギ吸収材を形成する長手方向端部領域の壁面部材に、内周側に形成した空間部を閉塞させる板部材を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得る構造のエネルギ吸収材及びエネルギ吸収材を備えた輸送機器が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施例であるエネルギ吸収材及び輸送機器について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明を鉄道車両構体に対して適用した場合の一実施例を図１乃至図１２を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施例である鉄道車両構体の構造を示す斜視図である。図１において、鉄道車両構体１は、鉄道車両の屋根を形成する鉄道車両の車体長手方向に沿って配設された屋根構体２と、鉄道車両の車体長手方向に対してその両端を閉鎖する面を夫々形成する妻構体３と、鉄道車両の車体長手方向に沿って配設されて左右の側面を夫々形成する側構体４と、鉄道車両の床面を形成する鉄道車両の車体長手方向に沿って配設された台枠５とから構成されている。
【００１５】
前記左右の各側構体４の最下部で、且つ台枠５の両側端には、鉄道車両の車体長手方向に沿って側梁６が配設されている。また、左右の側構体４には窓１３や出入口の開口１４が夫々形成されている。
【００１６】
このような基本構造を持つ鉄道車両構体１は、障害物との衝突時に乗員・乗客の生命を保護するサバイバルゾーン１０と、障害物との衝突時に生じる衝突エネルギを吸収するクラッシャブルゾーン１１とに区分されて構成されている。
【００１７】
サバイバルゾーン１０は、鉄道車両構体１を構成する車両の長手方向の中央に設置されている。クラッシャブルゾーン１１は、鉄道車両構体１を構成する車両の長手方向の両端部に設置され、前記サバイバルゾーン１０を両側から挟みこむように配置されている。本図では運転台を有さない車両を用いて構造を説明したが、運転台を有する車両でも鉄道車両構体１の基本的な構造およびクラッシャブルゾーン１１とサバイバルゾーン１０の相対的な配置は変わらない。
【００１８】
図２は、運転台を有する車両であって、鉄道車両構体１の車両の長手方向端部に設置されたクラッシャブルゾーン１１の側面図を示す。クラッシャブルゾーン１１を構成する主な部材として、梁部材４０、運転台床５０、外板６０とエネルギ吸収材１００を挙げることができる。
【００１９】
運転台を有するクラッシャブルゾーン１１には、運転手が車両の進行方向の前方を確認するための窓７０が、車両の先端部において高さ方向の中央部から上部にかけて位置するように配置されている。図中、鉄道車両の先端部の形状が丸みを帯びた曲面形状となる構造を例として示しているが、車両の先端部を実質的に平面形状で構成しても、本実施例は同様に適用可能である。
【００２０】
クラッシャブルゾーン１１を構成する構造体となる梁部材４０は鉄道車両の先端部における両側の側面側と屋根側に沿って配設されており、運転台が設置される運転台床５０は車両の先端部の床となるもので、前記サバイバルゾーン１０の車両の運転台床５０よりも高い位置に配設されている。
【００２１】
前記梁部材４０と運転台床５０はクラッシャブルゾーン１１全体の通常運用に伴って生じる強度や振動に対応している。即ち、運転手や運転操作機器の質量や、通常運用中に作用する振動に対して強度的に十分耐えうる構造となっている。
【００２２】
外板６０は窓７０を除き鉄道車両の先端部のクラッシャブルゾーン１１を覆うように取り付けられて、車両の外観および走行時の風圧を下げるものであり、車両の衝突時の挙動にはほとんど影響を及ぼさない。
【００２３】
鉄道車両のサバイバルゾーン１０の床面を形成する台枠５の車両長手方向の端部にはクラッシャブルゾーン１１に延在するエネルギ吸収材１００が複数個設置されている。このエネルギ吸収材１００は車両の台枠５よりも高い位置にある運転台床５０の下部に位置するように配設されている。ここで、運転台の床高さに関しては、台枠５との相対的な高さにかかわらず、本実施例を適用するにあたっては全く問題とならない。
【００２４】
エネルギ吸収材１００は、車両の長手方向に沿って車両の側面寄りの両側に夫々配置された前方に位置するエネルギ吸収材１００aと、このエネルギ吸収材１００aの後方に位置するエネルギ吸収材１００bとから構成され、これらのエネルギ吸収材１００a及びエネルギ吸収材１００bが相互に連結された構造となっている。当該２個のエネルギ吸収材１００a及びエネルギ吸収材１００bは、サバイバルゾーン１０を根元と考えれば、根元側のエネルギ吸収材１００ｂの外形断面積が、先端側のエネルギ吸収材１００ａの外形断面積よりも大きくなるように形成されており、恰も竹の子や伸縮する望遠鏡のような外形形状である。各々のエネルギ吸収材１００ａ、１００ｂの車両長手方向の長さは、適宜決定すればよい。
【００２５】
エネルギ吸収材１００ａ及びエネルギ吸収材１００ｂを備えたエネルギ吸収材１００と梁部材４０とは、仮に車両が衝突した時に互いの変形を拘束しないような連結関係となっている。即ち、エネルギ吸収材１００と梁部材４０とを相互に結合させずに設置、或いは、車両のクラッシャブルゾーン１１の強度からみて十分に弱い結合構造で配置しているものであり、車両が衝突した時に互いの変形を拘束しない程度の結合状態である。
【００２６】
エネルギ吸収材１００ａ及び１００ｂを備えたエネルギ吸収材１００と運転台床５０との連結関係も、前記エネルギ吸収材１００と梁部材４０との結合と同様に仮に車両が衝突した時に互いの変形を拘束しないような連結関係となっている。即ち、エネルギ吸収材１００の後方のエネルギ吸収材１００bは、ジグ１０５によってサバイバルゾーン１０、又はクラッシャブルゾーン１１に溶接又はボルト等によって連結される構造となっている。そして、前記エネルギ吸収材１００bとジグ１０５との連結は、溶接やボルト等を用いて強固に相互に連結されている。
【００２７】
エネルギ吸収材１００の車両長手方向の先端部となる先方のエネルギ吸収材１００ａの先端部は、実質的に他の部材と連結されていない構造である。即ち、エネルギ吸収材１００は仮に車両が衝突した際にエネルギー吸収材が単体で潰れる場合と同じように全体の変形モードを大きく変化させるような連結はされていない。
【００２８】
言い換えれば、車両の通常運用時に影響を及ぼす、或いは、車両の衝突時に変形モードがほとんど変わらないようなエネルギ吸収材１００の連結は、本発明の実施例と同等の効果を有することになる。
【００２９】
図３は、図２に示した車両の運転台部分をレールの配設方向である車両の長手方向に沿って車両の進行方向から見た正面図を示す。図３において、車両全体の大部分は外板６０によって覆われており、車両先端の正面の中央部分から上部にかけて窓７０が存在する。そして、クラッシャブルゾーン１１において、外板６０に覆われた内側には、エネルギ吸収材１００a及びエネルギ吸収材１００bから構成されるエネルギ吸収材１００と、運転台床５０、及び梁部材４０が存在している。運転台床５０は台枠５よりも高い位置に存在し、２個配設された前記エネルギ吸収材１００は車両の幅方向に関して車両の側面寄りの左右両側に対になって対称な位置に設置されている。
【００３０】
図４は、図２及び図３に示した車両の運転台部分を上方から見た上面図を示す。図４において、車両全体は外板６０により覆われており、車両先端の正面に窓７０が存在する。そして、クラッシャブルゾーン１１において、外板６０に覆われた内側には、エネルギ吸収材１００a及びエネルギ吸収材１００bから構成されるエネルギ吸収材１００と、運転台床５０、及び梁部材４０が存在している。運転台床５０のレールと直交する枕木方向の幅とレール方向の長さは、クラッシャブルゾーン１１とほぼ等しい寸法である。梁部位４０はクラッシャブルゾーン１１の外郭の内側に沿った形態で配置されている。外板６０は梁部材４０に溶接等によって接続している。
【００３１】
エネルギ吸収材１００は車両の幅方向に関して車両の側面寄りの左右両側に対になって対称な位置に設置されている。左右両側に配置されたエネルギ吸収部材１００は、エネルギ吸収部材１００が設置されているクラッシャブルゾーン１１との境界となるサバイバルゾーン１０の車両長手方向の端部からエネルギ吸収部材１００の先端に至るまでの長さは同じサイズである。即ち、図３及び図４から理解できるように、左右対称の位置に設置されたエネルギ吸収材１００は実質的に同一寸法、形状である。
【００３２】
図５は図２乃至図４に記載された本発明の一実施例にかかわる前方のエネルギ吸収材１００aと、後方のエネルギ吸収材１００bとから構成されるエネルギ吸収材１００を斜視図で示したものである。図５において、エネルギ吸収材１００を構成する直方体形状のエネルギ吸収材１００a並びにエネルギ吸収材１００bは、エネルギ吸収材１００aの上面、下面、両側面の四辺が覆われて内部が空間部となっている中空押出形材１２０a及び前記空間部を塞いでいるエネルギ吸収材１００aの長手方向端面であるふさぎ板１１０aによって、並びにエネルギ吸収材１００bの上面、下面、両側面の四辺が覆われて内部が空間部となっている中空押出形材１２０b及び前記空間部を塞いでいるエネルギ吸収材１００bの長手方向端面のふさぎ板１１０b、によって夫々構成されている。前記ふさぎ板１１０aと中空押出形材１２０a、及びふさぎ板１１０bと中空押出形材１２０b部材とは、溶接等の接合方法によって強固に接続されている。
【００３３】
エネルギ吸収材１００ａの車端側端部は、ふさぎ板１１０ａと溶接等で連結している。前方のエネルギ吸収材１００ａを構成する中空押出形材１２０aは後方のエネルギ吸収材１００ｂの一部を構成するふさぎ板１１０bに強固に接続されており、また、前記ふさぎ板１１０bはエネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０bに強固に接続されている。前記ふさぎ板１１０aの面積は、接続される中空押出形材１２０ａの外形横面積よりも大きな面積となるように形成されており、また、中空押出形材１２０ｂと中空押出形材１２０ａとが夫々接続されている前記ふさぎ板１１０ｂの面積は、接続される中空押出形材１２０ａ及び中空押出形材１２０ｂの外形横面積よりも大きな面積となるように形成されている。
【００３４】
前記ふさぎ板１１０ａ及びふさぎ板１１０bのうち、ふさぎ板１１０bの面積を上記したように中空押出形材１２０ａ及び中空押出形材１２０ｂの外形横面積よりも大きな面積に形成させる理由は、仮に車両が障害物と衝突して衝突による荷重がエネルギ吸収材１００a及び１００bに作用した場合でも、この荷重を広い面積の中空押出形材１２０ｂで分散させて受けることにより、エネルギ吸収材１００aの中空押出形材１２０ａ及びエネルギ吸収材１００bの中空押出形材１２０ｂが衝突による荷重を受けた際に途中で折れ曲がったりすることを防止するためである。
【００３５】
図６はエネルギ吸収材１００である直方体形状のエネルギ吸収材１００ａ或いはエネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０a或いは中空押出形材１２０ｂの斜視断面図を示す。図６において、エネルギ吸収材１００a或いは１００bは、上面、下面、両側面の四辺が板状の部材で覆われた中空押出形材１２０a或いは１２０bによって構成されており、これらの四辺の板状の部材で囲まれた中空押出形材１２０a或いは１２０bの内部は空間部となっている。
【００３６】
図７はエネルギ吸収材１００であるエネルギ吸収材１００ａ或いはエネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０a或いは中空押出形材１２０ｂの断面図を示す。これらの中空押出形材１２０a或いは中空押出形材１２０bの壁面部材を構成する板部材は、二枚の実質的に平行に配設された外側の外側面板２１０b及び内側の内側面板２１０aと、これらの内側面板２１０ａ及び外側面板２１０bを相互に接続する斜めに配設された複数のリブ２２０によって構成されている。
【００３７】
前記リブ２２０と内側面板２１０ａ及び外側面板２１０bによって囲まれる空間の幅方向断面の形状は、恰も三角形空間２３０をなすように前記リブ２２０が斜めに配設されている。前記中空押出形材１２０a或いは中空押出形材１２０bを形成するリブ２２０、内側面板２１０ａ及び外側面板２１０bの材料は、アルミニウム合金等の射出成形可能な軽合金で形成されている。
【００３８】
尚、リブ２２０の配設方向は特に斜めに限定されるものではなく、リブ２２０と内側面板２１０ａ及び外側面板２１０bとの間に囲まれた空間を形成するものであれば良い。
【００３９】
図８は本発明の一実施例であるエネルギ吸収材１００であるエネルギ吸収材１００ａ或いはエネルギ吸収材１００ｂの概略構造を示すものである。
【００４０】
また、図９及び図１０は、図８に示したエネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０ｂのＡ−Ａ断面、及びＢ−Ｂ断面の断面図を夫々示す。図８乃至図１０において、エネルギ吸収材１００aを構成する中空押出形材１２０aの断面構造も基本的にエネルギ吸収材１００ｂと同様の構造であるので以降のエネルギ吸収材１００aについての説明は省略し、エネルギ吸収材１００ｂについてのみ説明する。
【００４１】
図９は、図８のＡ−Ａ断面におけるエネルギ吸収材１００bの長手方向中間部の領域となる一般的な部分を構成する中空押出形材１２０bの断面図を示す。図１０は、図８のＢ−Ｂ断面におけるエネルギ吸収材１００bの長手方向端部の領域となる、ふさぎ板１１０bに近接した部分を構成する中空押出形材１２０bの断面図を示す。
【００４２】
図９に示した図８のＡ−Ａ断面において、中空押出形材１２０bを形成する壁面部材の断面形状は、外側の外壁面を構成する外側面板２１０ｂ、内側の内壁面を構成する内側面板２１０ａ及びこれらの外側面板２１０ｂ及び内側面板２１０aとを相互に連結する斜めに配設されたリブ２２０によって構成されている。これらの壁部材の構造は、壁部材を製造する押出し成形の際に成形された壁部材の断面形状と同じである。
【００４３】
図１０に示した図８のＢ−Ｂ断面において、中空押出形材１２０ｂを形成する壁面部材の断面形状は、外側の外壁面を構成する外側面板２１０ｂのみにより構成されている。断面Ｂ−Ｂにおいては、断面Ａ−Ａで存在した内側の内壁面を構成する内側面板２１０ａ及びリブ２２０は取り除かれて存在していない。このため、ふさぎ板１１０ｂと中空押出形材１２０ｂとの連結は、中空押出形材１２０ｂの壁部材となる外側の外壁面を構成する面板２１０ｂのみとふさぎ板１１０ｂとが連結した構造となっている。図１０では、取り除かれている内側面板２１０ａとリブ２２０の位置を参考のために点線で示している。
【００４４】
後述する図１１及び図１２では、図８に示したエネルギ吸収材１００ｂの断面Ａ−Ａにおける断面形状と同じ断面形状を有する押出し成形によって成形されたエネルギ吸収材１００ｂの中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部を一般断面部２５０と称して説明する。一方、エネルギ吸収材１００ｂの断面Ｂ−Ｂにおける断面形状と同じ断面形状を有する面板２１０ａおよびリブ２２０を削除した中空押出形材１２０ｂの長手方向端部を加工断面部２６０と称して説明する。
【００４５】
図１１は前記エネルギ吸収材１００ｂの側面図であり、エネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部の領域である衝突によりエネルギ吸収材１００bが変形を開始した場合に断面積が該長手方向に一様な一般断面部２５０の領域と、その長手方向端部の領域である加工断面部２６０の範囲を示している。加工断面部２６０は、エネルギ吸収材１００ｂのふさぎ板１１０ｂ及びジグ１０５に隣接する領域に設けられる。一般断面部２５０は、ふさぎ板１１０ｂおよびジグ１０５に隣接しない領域に設けられて、エネルギ吸収材１００ｂの中空押出形材１２０ｂにおいて、恰も加工断面部２６０に挟まれるような領域となる。加工断面部２６０と一般断面部２５０の長さの比率は、目的に応じて適宜適当な値とすればよい。
【００４６】
図１２は直方体形状のエネルギ吸収材１００ｂの斜視図であり、エネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０ｂの長手方向端部である加工断面部２６０では、中空押出形材１２０ｂの外側面板２１０ｂのみが存在しており、内側面板２１０ａ及びリブ２２０は削除されている。
【００４７】
図１１及び図１２に示した前記エネルギ吸収材１００ｂの構成において、中空押出形材１２０ｂの長手方向端部である加工断面部２６０は、中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部である一般断面部２５０と比較して中空押出形材１２０bの断面積が小さくなる。このため、仮に車両が障害物と衝突して作用する荷重によってエネルギ吸収材１００bが変形を開始した場合に、断面積が小さい加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂにて変形が最初に生じる。この加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂの構造は、外側面板２１０bである一枚の板のみで構成されているので、中空押出形材１２０ｂが変形を開始する荷重を小さくすることができる。
【００４８】
即ち、中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部である一般断面部２５０の領域の中空押出形材１２０ｂの壁面部材は複雑な断面形状をしているので、これら複雑な断面形状を有する壁面部材である外側面板２１０b、内側面板２１０ａ及びリブ２２０の各部材が相互に働いて作用する荷重を負担するので、中空押出形材１２０ｂが変形するために要する荷重は大きくならざるを得ない。
【００４９】
これに対して前述したように、中空押出形材１２０ｂの長手方向端部である加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂにおいては、一枚の板の外側面板２１０bのみで壁面部材が構成されているので、中空押出形材１２０ｂが変形を開始する荷重を小さくすることがでる。
【００５０】
この状況を表したのが図１５に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との関係を模式的に示した特性図である。図１５において、仮に輸送車両が障害物と衝突して衝突による荷重が輸送車両に作用してエネルギ吸収材１００bが変形を開始した場合に、一般断面部２５０の中空押出形材１２０ｂが変形を開始するよりも小さな荷重で加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂが変形を開始する。この結果、本実施例のエネルギ吸収材１００bでは衝突により発生するピーク荷重は、実線で示したように衝突直後のピーク荷重が低くなった特性となり、破線で示す中空押出形材１２０ｂが全長に亘って一般断面部２５０のみで形成されたエネルギ吸収材によるピーク荷重と比べて衝突により発生するピーク荷重を低い値に抑制できる。
【００５１】
従って、上記した本実施例によれば、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合であっても前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できる。
【００５２】
更に、前記加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂにおいては、ふさぎ板１１０又はジグ１０５と該中空押出形材１２０ｂとを強固に接続する溶接によって溶接変形が生じているので、この溶接変形による初期変形によって中空押出形材１２０ｂが変形を開始する荷重が更に小さくなる。
【００５３】
以上説明した理由から明らかなように、中空押出形材１２０ｂの長手方向端部である加工断面部２６０の領域における中空押出形材１２０ｂが変形を開始する荷重は小さくなるので、仮に車両が障害物と衝突して衝突による荷重がエネルギ吸収材１００a及び１００bに作用した場合でも、この衝突による荷重によりエネルギ吸収材１００a及び１００bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図１５に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となる。
【００５４】
上記実施例では、中空押出形材１２０ｂの長手方向端部である加工断面部２６０の領域の中空押出形材１２０ｂの壁面部材の構造体として、中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部である一般断面部２５０の領域の中空押出形材１２０ｂの壁面部材の構造体から内側面板２１０ａ及びリブ２２０を削除した外側面板２１０bのみの構造の例を示したが、リブ２２０、内側面板２１０a、外側面板２２０bの何れか１つの部材、或いは２つの部材を適宜組み合わせて削除することによっても、同等の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５５】
図１３は本発明の第２の実施例であるエネルギ吸収材１００bを示すものであり、本実施例のエネルギ吸収材１００bを構成する中空押出形材１２０bの斜視断面図を示している。
【００５６】
図１３において、直方体形状のエネルギ吸収材１００bを構成する前記中空押出形材１２０bは、外側面板２１０bと、内側面板２１０aと、これらの外側面板２１０bと内側面板２１０aとを接続する複数のリブ２２０とによって形成されている。そして、エネルギ吸収材１００bの内側には空間部が形成され、この空間部を閉塞するエネルギ吸収材１００bの長手方向端部にはふさぎ板１１０b、若しくはジグ１０５が取り付けられているが本図では省略している。エネルギ吸収材１００ｂを構成する中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部の領域には、衝突によりエネルギ吸収材１００bが変形を開始した場合に断面積が該長手方向に一様な一般断面部２５０の領域を形成し、中空押出形材１２０ｂの長手方向端部の領域には加工断面部２６０の領域が形成されている。
【００５７】
中空押出形材２００bのジグ１０５又はふさぎ板１０５と隣接する部分である前記中空押出形材２００bの外面を構成する外側面板２１０bの長手方向端部の領域、或いは外側面板２１０bから内側面板２１０aとリブ２２０とにかけての中空押出形材２００bの長手方向端部の領域となる加工断面部２６０の領域には、衝突によりエネルギ吸収材１００bが変形を開始した場合に断面積が小さくなるように、板厚方向に同じ投影面積となるように共通の切り欠き部２７０が形成されている。
【００５８】
上記した構成の実施例のエネルギ吸収材１００bにおいては、加工断面部２６０の領域での外側面板２１０b、内側面板２１０a及びリブ２２０を切り欠いた切り欠き部２７０を含む横断面におけるエネルギ吸収材１００bの長手方向端部の断面積は、中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部の領域である一般断面部２５０の断面積と比較して小さくなっているので、仮に障害物と衝突した際には切り欠き部２７０を含む横断面の部分から変形を開始するように制御できる。
【００５９】
この結果、上記した本実施例においても、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合には前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突による荷重によりエネルギ吸収材１００bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図１５に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となるので、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できるという効果を奏する。
【実施例３】
【００６０】
図１４は本発明の第３の実施例であるエネルギ吸収材１００bを示すものであり、本実施例のエネルギ吸収材１００bを構成する中空押出形材１２０bの斜視図を示している。
【００６１】
図１４において、直方体形状のエネルギ吸収材１００bを構成する前記中空押出形材１２０b２は外面を構成する外側面板２１０bのみによって形成されている。そして、この外側面板２１０bの内側には空間部が形成され、この空間部を閉塞するエネルギ吸収材１００bの長手方向端部にはふさぎ板１１０b、若しくはジグ１０５が取り付けられている。
【００６２】
上記した構成の実施例のエネルギ吸収材１００bにおいては、加工断面部２６０の領域となる外側面板２１０bと、この外側面板２１０bの長手方向端部の一部を切り欠いた切り欠き部２７０を含む加工断面部２６０の領域での横断面におけるエネルギ吸収材１００bの長手方向端部の断面積は、中空押出形材１２０ｂの長手方向中間部の領域である一般断面部２５０の断面積と比較して更に小さくなり、仮に障害物と衝突した際には加工断面部２６０の領域の切り欠き部２７０を含む横断面の部分から変形を開始するように制御できる。また、加工断面部２６０の領域では断面積が小さくなっているので圧壊開始時のピーク荷重も小さくできる。
【００６３】
この結果、上記した本実施例においても、仮に輸送機器が障害物と衝突した場合には前記構成のエネルギ吸収材によって、衝突による荷重によりエネルギ吸収材１００bが変形を開始する際に働く車体に作用するピーク荷重は図１５に示したエネルギ吸収材の圧壊量と輸送車両に作用する荷重との特性図のように小さくすることが可能となるので、衝突により生じるピーク荷重を大幅に低減し得るエネルギ吸収材及び輸送機器を実現できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、エネルギ吸収材、並びにエネルギ吸収材を備えた輸送機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施例である鉄道車両構体の構造を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施例である鉄道車両構体の車両長手方向端部に設置されたクラッシャブルゾーンを示す側面図。
【図３】本発明の一実施例である鉄道車両構体を示す車両の進行方向から見た正面図。
【図４】図３に示した本発明の一実施例である鉄道車両構体の車両の運転台部分を上方から見た上面図。
【図５】本発明の一実施例である鉄道車両構体に設置されるエネルギ吸収材の斜視図。
【図６】図５に示した本発明の一実施例であるエネルギ吸収材の斜視断面図。
【図７】図６に示した本発明の一実施例であるエネルギ吸収材を構成する中空押出形材の拡大断面図。
【図８】本発明の一実施例であるエネルギ吸収材の全体構造を示す側面図。
【図９】本発明の一実施例である図８に示すエネルギ吸収材のＡ−Ａ断面図。
【図１０】本発明の一実施例である図８に示すエネルギ吸収材のＢ−Ｂ断面図。
【図１１】図６に示した本発明の一実施例であるエネルギ吸収材を長手方向に沿って示した外観図。
【図１２】図６に示した本発明の一実施例であるエネルギ吸収材を構成する中空押出形材の斜視図。
【図１３】本発明の他の実施例であるエネルギ吸収材を示す斜視図。
【図１４】本発明の更に他の実施例であるエネルギ吸収材を示す斜視図。
【図１５】衝突時に車体に作用する荷重とエネルギ吸収材に生じる圧壊量との関係を模式的に示した特性図。
【符号の説明】
【００６６】
１：鉄道車両構体、２：屋根構体、３：妻構体、４：側構体、５：台枠、６：側梁、１０：サバイバルゾーン、１１：クラッシャブルゾーン、４０：梁部材、５０：運転台床、６０：外板、７０：窓、１００、１００a、１００b：エネルギ吸収材、１０５：ジグ、１１０a、１１０b：ふさぎ板、１２０a、１２０b、１２０b２：中空押出形材、２１０a：内側面板、２１０b、２１０b：外側面板、２２０：リブ、２３０：結節点、２５０：一般断面部、２６０：加工断面部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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