專利名稱：車廂間具備能量吸收機構的列車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車廂間具備能量吸收機構的列車。特別是本發(fā)明涉及一種作為能量吸收機構的集合體的列車。
背景技術：
通常，如圖7、圖8、圖9所示，一列列車、例如12輛鐵道車廂組成的列車101，是用設置于多節(jié)車廂A1’ ～A12’之間的聯(lián)接器B1～B11將其相互連接組成的。而在車體的底架上支持著橫截面為矩形的筒狀的能量吸收元件，從而形成能量吸收機構。例如，如圖8和圖9所示，在前頭車廂和后續(xù)車廂間，能量吸收構件11’、12’分別設置于與聯(lián)接器B1相連接的緩沖器13、14的前方和后方。
申請人提出了在上述的結構中，使波紋變形穩(wěn)定發(fā)生，且沖擊吸收構件、即能量吸收元件的一邊的寬度與板厚的關系滿足一定的關系，以緩和車體底架之間因撞擊引起的撞擊負荷和加速度(參照日本專利申請?zhí)卦?001-334316號公報)。但是，該構造沒有考慮到整列列車的能量吸收元件的集合結構。
通常，對于列車的車廂間的能量吸收機構有各種方案提出。
(1)日本專利申請?zhí)亻_平7-267086號公報公開的能量吸收機構，具有在相互連接的多節(jié)車廂的一方的車廂上配設具有圓筒形的外表面的環(huán)狀部件，在另一方的車廂上配設與上述圓筒形外表面相對的具有內部圓筒部的支持部件的結構。這些環(huán)狀部件和支持部件通過環(huán)狀連接元件連接，同時在它們之間設置能量吸收手段。
(2)日本專利申請?zhí)亻_2000-313334號公報公開的能量吸收機構，具有恰當?shù)蒯尫懦^聯(lián)接器或緩沖裝置的機械強度的上限的撞擊沖擊力，從而減少車廂的損壞的結構。為了實現(xiàn)這一目的，在發(fā)生超過聯(lián)接器或緩沖裝置的機械強度的上限的撞擊沖擊力的情況下，使用于釋放作用在該緩沖裝置的負荷的釋放機構包含能夠改變聯(lián)接器和緩沖裝置之間的間隔的鏈接機構和上述上限以下的沖擊力作用于上述鏈接機構時能夠約束該鏈接機構動作，而在上述上限以上的沖擊力作用于上述鏈接機構時能夠解除對該動作的約束的約束構件。
(3)日本專利申請?zhí)亻_2001-260881號公報公開的能量吸收機構，具有設置于支架收容部內的緩沖裝置和設置于支架的后端與后制動器之間的能量吸收構件。該能量吸收機構在超過聯(lián)接器或緩沖裝置的機械強度的上限的撞擊沖擊力作用于車廂時為了減少車廂的損傷，利用支架的滑動，可望通過能量吸收構件的變形吸收撞擊能量。
(4)在NEC TRAIN SETS-PRACTICAL CONSIDERATIONS FOR THE INTRODUCTION OFA CRASH ENERGY MANAGEMENT SYSTEM(Rai Vehicle Crashworthiness Symposium June24-26 1996)中，提出了一種撞擊能量管理系統(tǒng)(參照該文獻圖1和圖2)。在該撞擊能量管理系統(tǒng)中，使前頭車廂和后續(xù)車廂間(第1界面)的吸收能量容量比該列車的內側的車廂間(第2界面)的吸收能量容量大。將列車端部的車廂間的能量吸收容量設定得比列車內側的車廂間的能量吸收容量大，是因為列車端部的車廂間的界面比更靠列車內側的車廂間的界面有更多的后續(xù)車廂，有必要支持更多的質量。
但是，上述各出版物中公開的現(xiàn)有技術中存在下述問題。
(1)日本專利申請?zhí)亻_平7-267086號公報、特開2000-313334號公報以及特開2001-260881號公報公開的現(xiàn)有技術中，車廂間的能量吸收機構在整列列車的多處設置，但是這些能量吸收機構的集合結構沒有有效地起作用。
(2)上述文獻中記載的現(xiàn)有技術(撞擊能量管理系統(tǒng))中，如果將第1界面的能量吸收機構吸收能量時的壓縮負荷設定得比第2界面小，只有第1界面壓縮變形大，在第2界面不能夠有效地吸收能量。結果，列車整體的能量吸收容量不能夠充分提高。
因為在列車中在中央部由于后續(xù)的車廂的數(shù)量比前頭部少，使中央部吸收能量時的壓縮負荷減小能夠降低撞擊時的沖擊加速度，這被認為是有利的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種作為能量吸收機構的集合體的列車，其中緩和將多個鐵道車廂組成的所述列車端部的車廂間的壓縮，并促進所述列車中央部分的車廂間的壓縮，從而達到在整列所述列車上的有效的撞擊能量吸收。
本發(fā)明提供了一種在車廂間具備能量吸收機構的列車，其包含有多節(jié)彼此相連的車廂和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，其中在所述列車中央部的車廂間界面上的，所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量(壓縮量的最大值)得到的平均壓縮負荷設定為，小于靠近所述列車端部的車廂間界面上的該負荷。在這里，所謂“在車廂間具備能量吸收機構的列車”的結構，不僅是各車廂的端部之間設置能量吸收機構，而且包含在各車廂的端部利用將能量吸收機構連接于聯(lián)接器上的方法設置的情況。又，區(qū)分為列車中央部的車廂間界面和其外側的車廂間界面。這是因為鐵道車廂是具有雙向性的交通設備，所以在兩個方向上都能行走。
采用這樣的結構，所述列車中央部的車廂間界面上的能量吸收機構的平均壓縮負荷比靠所述列車端部的車廂間界面上的平均壓縮負荷小，所述列車中央部的能量吸收機構的壓縮變形得以促進，在該中央部的能量吸收增大。從而，所述列車端部的車廂間的能量吸收機構的壓縮量得到緩和，同時，促進了所述列車中央部的車廂間的能量吸收機構的壓縮量的增加。結果，能夠在整列所述列車上有效地利用車廂間的能量吸收機構。這樣，能夠在整部所述列車上均衡地利用車廂間的能量吸收機構的壓縮來吸收能量。
這樣在整列所述列車上良好均衡的能量吸收可以通過這樣的結構簡單實施，其中上述車廂間的能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，改變所述能量吸收元件的數(shù)量和所述能量吸收元件個體的壓縮負荷之一或兩者，以使得平均壓縮負荷在所述列車中央部的車廂間界面上比靠近所述列車端部的車廂間界面上要小。
又，最好是，所述列車包含有多節(jié)彼此相連的車廂，和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，且使得所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量(壓縮量最大值)得到的平均壓縮負荷設定為在整列列車上的車廂間界面上相等，且在車廂間的每一個界面上，使能量吸收機構從半壓縮量，即最大壓縮量的一半到最大壓縮量之間變化時所述能量吸收機構所吸收的能量容量除以所述半壓縮量得到的，后半壓縮的平均壓縮負荷設定為，不小于所述能量吸收機構在壓縮量從零到最大壓縮量的一半之間變化產(chǎn)生的最大壓縮負荷，同時不大于所述列車前頭的車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷。
采用這樣的結構，所述列車在靠近與另一列車發(fā)生撞擊的車廂的各車廂間的能量吸收機構(例如前頭側)，在撞擊后的很短的時間內，所述能量吸收機構的壓縮量超過其半壓縮量，即最大壓縮量的一半達到后半壓縮，而在所述前頭側的后面(遠離撞擊的一側)，其壓縮量沒有達到所述能量吸收機構的半壓縮量，即最大壓縮量的一半。
因此，使后半壓縮(能量吸收機構的壓縮量的一半到最大壓縮量值之間)的平均壓縮負荷不小于前半壓縮(能量吸收機構的壓縮量從零到最大壓縮值的一半之間)產(chǎn)生的最大壓縮負荷，同時不大于所述列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷。從而可以在實質上減小后續(xù)車廂的車廂間界面上的壓縮負荷。
又，對于前頭車廂的前頭部分的撞擊，在列車之間的撞擊中，前頭車廂的前頭部的能量吸收機構的壓縮所需要的時間t為t＝(V1-V2)/A
其中，A表示所述前頭車廂減速時的沖擊加速度、V1表示撞擊前的速度、V2表示撞擊后的速度。
如果是相同結構的列車之間的撞擊，則是相同質量的列車之間的撞擊。因此假設回彈系數(shù)為零(即這些列車撞擊后不彼此分開而是成為一體)，根據(jù)動量守恒定律，上述等式變?yōu)?，V2＝0.5V1因此，t＝0.5V1/A對于后續(xù)車廂間的撞擊，上述時間t的時候，為了進行對后續(xù)車廂的車廂間的能量吸收機構的壓縮，有必要把該車廂間的能量吸收機構的壓縮負荷的，壓縮量達到某一值D1之前的最大值設定為比前頭部的能量吸收機構平均壓縮負荷低的值。
而假設前頭車廂從速度V1以減速度A減速到速度V2＝0.5V1，后續(xù)車廂從速度V1減速到V3，則該時間t的時候的壓縮量D1為，D1＝{(V1+V3)/2-(V1+V2)/2}×t＝0.5×(V3-0.5V1)×t＝0.5×(V3-0.5V1)×0.5V1/A接著，前頭車廂的撞擊結束，速度達到V2的時間t之后(即壓縮量超過所述值D1之后)，使所述能量吸收機構的壓縮負荷增加到接近前頭車廂的壓縮負荷的數(shù)值，以使后續(xù)車廂的沖擊加速度與所述前頭車廂的沖擊加速度A大致相同。而且，這樣對于上述壓縮負荷增加的能量吸收機構的壓縮量D2，由于該部分的壓縮完成所需要的時間T為T＝(V3-V2)/A＝(V3-0.5V1)/A而且所述前頭車廂以速度V2進行勻速運動，后續(xù)車廂的速度以減速度A從速度V1減速到速度V2，D2＝{(V3+V2)/2-V2}×T＝0.5×(V3-0.5V1)×(V3-0.5V1)/A因此，D1/(D1+D2)＝0.5V1/V3＝0.5/(V3/V1)由于V3≤V1，V3/V1≤1因此，D1/(D1+D2)≥0.5。
根據(jù)上面所述，應該設定得使最大壓縮負荷為小于前頭部的平均壓縮負荷的值的壓縮量D1采用最大壓縮量D(＝D1+D2)的1/2以上的值，以此促使后續(xù)車廂的壓縮量增加。應當注意的是由于壓縮量D1越小則能量吸收容量越大，因此D1＝0.5×D是最合適的。
車廂間的能量吸收機構的壓縮量從最大壓縮量D(＝D1+D2＝2×D2)的一半到最大壓縮量之間范圍變化的平均壓縮負荷(即后半壓縮量D2＝0.5×D的平均壓縮負荷)設定為與前頭部的平均壓縮負荷大致相等的值或稍小的值(即不大于所述列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷的值)，且所述前半壓縮的最大壓縮負荷(取能量吸收機構的壓縮量從0到最大壓縮量的一半之間變化時產(chǎn)生的最大壓縮負荷)設定為比所述后半壓縮量的平均壓縮負荷小的值。從而，促使前頭車廂的壓縮量減小，而促使后續(xù)車廂的壓縮量增加。其結果是，能夠有效地利用整列列車的能量吸收機構。
如上所述，為了以半壓縮量，即最大壓縮量的一半為界限使壓縮負荷階梯性變化，最好是所述能量吸收機構由多個能量吸收元件與其支持機構構成，所述多個能量吸收元件并列配置，以使壓縮變形時的壓縮負荷彼此相加，且所述多個能量吸收元件中的一個被壓縮至一預先設定的量之后，另一能量吸收元件才開始被壓縮變形。
所述能量吸收機構可由壓縮負荷不同的多個能量吸收元件與其支持機構構成，所述多個能量吸收元件也可以采取串聯(lián)配置結構。所謂的“壓縮負荷不同”通過例如改變矩形截面的筒狀能量吸收元件的板厚等方法來實現(xiàn)。
所述能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，所述能量吸收元件具有在壓縮變形的過程中壓縮負荷階梯性變大的特性。這是采用將上述多個能量吸收元件形成一體作為一個能量吸收元件。
一種在車廂間具備能量吸收機構的列車，其包含有多節(jié)彼此相連的車廂和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，其中在所述列車中央部的車廂間的，所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量得到的平均壓縮負荷，設定為小于靠近所述列車端部的該負荷，而且，至少一處以上界面上的所述能量吸收結構被設計為，使所述能量吸收機構從半壓縮量，即最大壓縮量的一半到最大壓縮量之間變化時所述能量吸收機構所吸收的能量容量除以所述半壓縮量得到的，后半壓縮的平均壓縮負荷設定為，不小于所述能量吸收機構在壓縮量從零到最大壓縮量的一半之間變化產(chǎn)生的最大壓縮負荷，同時不大于所述列車端部的能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的壓縮量得到的，列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷值。
在這種情況下，與前面所述的情況相同，所述車廂間的能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，也可以通過改變所述能量吸收元件的數(shù)目和所述能量吸收元件個體的壓縮負荷之一或兩者，使車廂間界面上的平均壓縮負荷在所述列車中央部的車廂間界面上比在靠近所述列車端部的車廂間界面上要小。
上述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構由多個能量吸收元件并列配置而成，以使壓縮變形時的壓縮負荷彼此相加，在所述多個能量吸收元件中的一個被壓縮至一預先設定量后有另一個能量吸收元件開始被壓縮變形。
也可以上述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構采用將壓縮負荷不同的多個能量吸收元件串聯(lián)配置的構成。
也可以上述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構的能量吸收元件，具有在壓縮變形過程中壓縮負荷階梯性變大的特性。
采取這樣的結構，能夠以簡單的結構、數(shù)量少的零件實現(xiàn)上述能量吸收機構。特別有好處的是在車廂端部主結構的外側追加矩形截面的筒狀沖擊吸收構件。從而，可以改變一列列車中的每一車廂間界面上的平均壓縮負荷，而且車廂間的能量吸收機構的從半壓縮量，即最大壓縮量的一半開始的后半壓縮的平均壓縮負荷設定為不小于該能量吸收機構的壓縮量從零到最大壓縮量的一半之間(前半壓縮)時發(fā)生的最大壓縮負荷的值，而且不大于所述列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷的值。
下面參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)加以說明。


圖1是本發(fā)明的列車的一個例子的說明圖。
圖2是本發(fā)明的列車的車廂間(前頭車廂與其后一車廂的連結部分(車廂端部及車廂間))的能量吸收機構的一個例子平面圖。
圖3是圖2中的能量吸收機構的側面圖。
圖4是車廂間的能量吸收機構的壓縮量與壓縮負荷之間的關系圖。
圖5是前頭車廂的能量吸收機構的壓縮量與壓縮負荷之間的關系圖。
圖6是本發(fā)明的列車模式化的彈簧質點系分析模型的說明圖。
圖7是已有的列車的一個例子的說明圖。
圖8是已有的列車的車廂間的能量吸收機構的一個例子的平面圖。
圖9是圖8中的能量吸收機構的側面圖。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的列車的一個例子。該列車由多節(jié)車廂A1～A12用設置于其間的聯(lián)接器B1～B11連接組成，同時在所述車廂間具有能量吸收機構S12～S112。還有，構成列車的端部的車廂A1、A12的端部也分別具備能量吸收機構S11、S122。
在第1節(jié)和第2節(jié)車廂A1、A2之間，以及車廂A2～A5之間、車廂A8～A12之間，所述能量吸收機構(S12～S42、S82～S112)如圖2和圖3所示構成。具體的說，車廂A1的緩沖器13的前方以及車廂A2的緩沖器14的后方分別配設有能量吸收元件11、12，其均由設置于底架的中梁之間的作為支持結構的從座板(draft lug)支持。與此同時，利用作為支持機構的底架端部，以用聯(lián)接器B1連接的狀態(tài)與這些前端保持間隔相對地安裝能量吸收元件C11、C12。所述能量吸收元件為矩形截面的筒狀以便能夠在撞擊時波紋狀變形，并設置有作為該波紋狀變形的契機的開縫(slit)。
上述多個能量吸收元件11、12、C11和C12并列配置，以使各元件波紋狀變形時的壓縮負荷彼此相加。這些多個能量吸收元件在其中的任意一個(在本例中是能量吸收元件11、12)被壓縮至一預先設定的量之后，其余的能量吸收元件C11、C12開始被壓縮變形。也就是說，將能量吸收元件C11、C12相對安裝于前后車廂的端梁上，在它們的前端留出間隙的結構中，在上述能量吸收元件11、12被壓縮至一預先設定的量之后，其他能量吸收元件C11、C12其前端部之間的間隙消失，從而壓縮變形開始。
從而，就可以以車廂之間的能量吸收機構的半壓縮量，即最大壓縮量的一半為界限，階梯性地改變能量吸收機構的壓縮負荷。
接著說明車廂A5～A8之間的能量吸收機構S52、S62、S72。這些能量吸收元件不設置于底架，而只設置于從座板(draft lug)上。這樣就可以把車廂之間的能量吸收機構的，上述能量吸收機構的吸收能量容量除以能量吸收機構的最大壓縮量得到的平均壓縮負荷設定為在列車中央部的車廂之間比在靠近列車端部的車廂(列車的中央部的外側(前側和后側))之間要小。
采用上述結構，則列車中央部的壓縮量增大，在該中央部的能量吸收比通常的結構要大。這樣就可以使列車中央部吸收部分通常是由列車前頭部分吸收的能量。其結果是，列車前頭部分的能量吸收負擔減輕，因此緩和了列車前頭部分的車廂間界面上的壓縮，因此，能量的吸收不再依靠列車的一部分，而是在列車的全長上均衡分配。
對于圖2和圖3所示的車廂之間的能量吸收機構(S12～S42、S82～S112)，壓縮負荷與壓縮量的關系的解析結果在圖4以細線表示。又，對于圖8和圖9的車廂之間的能量吸收機構(現(xiàn)有技術)，能量吸收元件的板厚采用6mm的情況下的壓縮負荷與壓縮量的關系的解析結果在圖4分別以虛線表示，能量吸收元件的板厚采用9mm的情況下的壓縮負荷與壓縮量的關系的解析結果在圖4分別以實線表示。對于圖2和圖3中所示的能量吸收機構，以所述車廂之間的能量吸收機構的半壓縮量，即最大壓縮量的半值為界限，后半壓縮的平均壓縮負荷與前頭車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷(參照圖4)相等或稍小，前半壓縮的最大壓縮負荷小于后半部分的平均壓縮負荷。
又，在列車內將圖2、圖3、圖8和圖9的能量吸收機構加以組合，這樣可以使車廂間界面上的平均壓縮負荷在列車中央部的車廂間界面上的值比在靠近列車端部的車廂間界面上的值要小。而且，可以把上述所有能量吸收機構中的一處以上的界面上的能量吸收機構做成后半壓縮的平均壓縮負荷設定為，不大于列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷，同時使前半壓縮的最大壓縮負荷設定為小于后半壓縮的平均壓縮負荷。
圖2和圖3中的車廂之間的能量吸收機構中，多個能量吸收元件11、12、C11、C12并列配置，以使其壓縮變形時的壓縮負荷彼此相加。在所述多個能量吸收元件中的任意一個被壓縮至一預先設定的量之后，所述其他能量吸收元件開始被壓縮變形。但是，本發(fā)明并不限于此，也可以將壓縮負荷不同的多個能量吸收元件串聯(lián)配置。或將多個能量吸收元件一體化，構成一個具有在壓縮變形過程中壓縮負荷階梯性變大的特性的能量吸收元件。
接著，為了確認促進列車中央部的車廂之間的能量吸收的效果，用圖4和圖5的各特性進行分析下列列車。
①一種列車，其具有如下構造，中央部的界面上的平均壓縮負荷小于其外側的該負荷(例1)，②一種列車，其具有如下構造，各個界面的平均壓縮負荷為一定(相同)，在每個界面上，以半壓縮量，即最大壓縮量的一半為界限，后半壓縮的平均壓縮負荷與所述前頭車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷相等或稍小，同時在每個界面上，前半壓縮的最大壓縮負荷小于后半壓縮的平均壓縮負荷低(例2)，③一種列車，其具有如下構造，列車中央部的界面上的平均壓縮負荷小于其外側(前后側)的界面上的平均壓縮負荷，同時以半壓縮量，即最大壓縮量的一半為界限，后半壓縮的平均壓縮負荷與前頭車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷相等或稍小，同時前半壓縮的平均最大壓縮負荷小于后半壓縮的平均壓縮負荷(例3)，以及④整列列車上各個界面上的平均壓縮負荷都相等的已有的列車。
這里，假設時速35公里每小時的列車與停著的相同結構的另一列車撞擊的情況下的分析結果的比較示于表1～表6。對于8節(jié)車廂組成的列車的分析結果示于表1和表4。對于12節(jié)車廂組成的列車的分析結果示于表2和表5。對于16節(jié)車廂組成的列車的分析結果示于表3和表6。還有，分析是將圖5所示的前頭車廂的前頭部的壓縮負荷的特性與圖4所示的車廂之間的壓縮負荷特性視為非線性彈簧的特性，和用圖6所示的彈簧質點系模型進行的。這里，前頭部分的平均壓縮負荷為3235千牛(kN)。
表1 8節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表2 12節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表2(續(xù)) 12節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表3 16節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表3(續(xù)) 16節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表3(續(xù)) 16節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的比較

表48節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的各車廂的沖擊加速度的比較

表512節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的各車廂的沖擊加速度的比較

表616節(jié)車廂組成的已有結構的列車與本發(fā)明的例子的各車廂的沖擊加速度的比較

在8節(jié)車廂組成的列車的情況下，如表1所示，已有技術的結構中，車廂之間的能量吸收機構的壓縮量超過能量吸收機構的最大壓縮量(壓縮量的最大值)500mm之處有一個界面(第1節(jié)和第2節(jié)車廂間界面)。壓縮量一旦達到超過其能量吸收機構的最大壓縮量的值，由于壓縮負荷就急劇增大(通常為了保護乘坐區(qū)，把乘坐區(qū)的壓縮負荷設計得大)，因此如表4所示，產(chǎn)生最大達6.4G的沖擊加速度。另一方面，在例1～3中，在列車的中央部的車廂之間的能量吸收機構的壓縮量增大，從而中央部的能量吸收量增大。因此列車的前頭一側的車廂之間的能量吸收機構的壓縮量減小，所以整列列車的車廂之間的能量吸收機構的壓縮量都小于能量吸收機構的最大壓縮量。其結果是，在例1～3中，各沖擊加速度減小到4.7G、4.7G和4.6G。
接下來，在12節(jié)車廂組成的列車的情況下，如表2所示，已有技術的結構中，車廂之間的能量吸收機構的壓縮量超過能量吸收機構的最大壓縮量500mm之處有3個界面(第1節(jié)和第2節(jié)車廂間界面、第2節(jié)和第3節(jié)車廂間界面、第3節(jié)和第4節(jié)車廂間界面)，如表5所示，產(chǎn)生最大7.7G的大沖擊加速度。另一方面，在例1～3中，能量吸收機構的壓縮量超過能量吸收機構的最大壓縮量的只有例1的第1節(jié)和第2節(jié)車廂間一個界面。其結果是，本發(fā)明的例1～3中，沖擊加速度大大減少到6.5G、4.8G和4.8G。
最后，在16節(jié)車廂組成的列車的情況下，如表3所示，已有技術的結構中，車廂之間的能量吸收機構的壓縮量超過能量吸收機構的最大壓縮量500mm之處有4個界面(第1節(jié)和第2節(jié)車廂間界面、第2節(jié)和第3節(jié)車廂間界面、第3節(jié)和第4節(jié)車廂間界面、第4節(jié)和第5節(jié)車廂間界面)，如表6所示，產(chǎn)生最大10.4G(第3節(jié))的大沖擊加速度。另一方面，在本發(fā)明的例1～3中，車廂之間的能量吸收機構的壓縮量超過能量吸收機構的最大壓縮量的只有例1的兩個界面。其結果是，本發(fā)明的例1～3中，沖擊加速度分別減少到8G、4.7G和4.6G。
特別是上述例3，盡管能量吸收元件減少，但是沖擊加速度與上述適用例2相比大致相等或稍小。
工業(yè)應用性根據(jù)本發(fā)明，列車中央部的車廂間界面上的平均壓縮負荷設定為小于其外側的車廂間界面上的平均壓縮負荷，因此可以促使列車中央部的車廂間界面上的壓縮量增大，也增大其中央部的能量吸收。因此能夠減小列車端部的車廂間界面上的壓縮量。從而能夠有效利用整列列車的能量吸收機構。
又，以車廂之間的能量吸收機構的半壓縮量，即最大壓縮量的一半為界限，使后半壓縮平均壓縮負荷為與前頭車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷相等或稍小，并且使前半壓縮的最大壓縮負荷小于后半壓縮的平均壓縮負荷。在這樣的結構中，靠近列車與另一車廂撞擊的領頭車廂的車廂間界面上的能量吸收機構的壓縮量，在撞擊后很短的時間從其半壓縮量，即最大壓縮量的一半壓縮量增大到后半壓縮，而在其后續(xù)車廂間界面上的能量吸收機構中，該壓縮量沒有達到其半壓縮量，即最大壓縮量的一半。這意味著能夠使后續(xù)車廂的車廂間界面上的壓縮負荷減小，所以列車中央部的車廂之間的能量吸收增大。
權利要求
1.一種在車廂間具備能量吸收機構的列車，其包含有多節(jié)彼此相連的車廂；和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，其特征在于，所述列車中央部的車廂間界面上的，所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量得到的平均壓縮負荷設定為，小于靠近所述列車端部的車廂間界面上的該負荷。
2.根據(jù)權利要求1所述的列車，其特征在于，所述車廂間的能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，且改變所述能量吸收元件的數(shù)量和所述能量吸收元件個體的壓縮負荷之一或兩者，以使得車廂間界面上的平均壓縮負荷在列車中央部的車廂間界面上比靠近列車端部的車廂間界面上要小。
3.一種在車廂間具備能量吸收機構的列車，其包含有多節(jié)彼此相連的車廂；和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，其特征在于，所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量得到的平均壓縮負荷設定為在整列列車上的車廂間界面上相等，且在所述車廂間的每一個界面上，使所述能量吸收機構從半壓縮量，即最大壓縮量的一半到最大壓縮量之間變化時所述能量吸收機構所吸收的能量容量除以所述半壓縮量得到的，后半壓縮的平均壓縮負荷設定為，不小于所述能量吸收機構在壓縮量從零到最大壓縮量的一半之間變化產(chǎn)生的最大壓縮負荷，同時不大于所述列車前頭的車廂的前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷。
4.根據(jù)權利要求3所述的列車，其特征在于，所述能量吸收機構由多個能量吸收元件與其支持機構構成，所述多個能量吸收元件并列配置，以使壓縮變形時壓縮負荷彼此相加，且在所述多個能量吸收元件中的一個能量吸收元件被壓縮至一預先設定的量之后，另一個能量吸收元件開始被壓縮變形。
5.根據(jù)權利要求3所述的列車，其特征在于，所述能量吸收機構由壓縮負荷不同的多個能量吸收元件與它們的支持機構構成，且所述多個能量吸收元件串聯(lián)配置。
6.根據(jù)權利要求3所述的列車，其特征在于，所述能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，所述能量吸收元件具有在壓縮變形過程中壓縮負荷階梯性變大的特性。
7.一種在車廂間具備能量吸收機構的列車，其包含有多節(jié)彼此相連的車廂；和各設置在所述車廂間的能量吸收機構，其特征在于，在所述列車中央部的車廂間界面上的，所述各能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的最大壓縮量得到的平均壓縮負荷，設定為小于靠近所述列車端部的車廂間界面上的該負荷，而且，至少一處以上界面上的所述能量吸收結構被設計為，使所述能量吸收機構從半壓縮量，即最大壓縮量的一半到最大壓縮量之間變化時所述能量吸收機構所吸收的能量容量除以所述半壓縮量得到的，后半壓縮的平均壓縮負荷設定為，不小于所述能量吸收機構在壓縮量從零到最大壓縮量的一半之間變化產(chǎn)生的最大壓縮負荷，同時不大于所述列車端部的能量吸收機構的能量吸收容量除以該能量吸收機構的壓縮量得到的，列車前頭部的能量吸收機構的平均壓縮負荷值。
8.根據(jù)權利要求7所述的列車，其特征在于，所述車廂間的能量吸收機構由能量吸收元件與其支持機構構成，且改變所述能量吸收元件的數(shù)量和所述能量吸收元件個體的壓縮負荷之一或兩者，以使得車廂間界面上的平均壓縮負荷在列車中央部的車廂間界面上比靠近列車端部的車廂間界面上要小。
9.根據(jù)權利要求8所述的列車，其特征在于，所述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構，是多個能量吸收元件并列配置，以使壓縮變形時壓縮負荷彼此相加，且在所述多個能量吸收元件中的一個能量吸收元件被壓縮至一預先設定的量之后，另一個能量吸收元件開始被壓縮變形。
10.根據(jù)權利要求8所述的列車，其特征在于，所述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構是由壓縮負載不同的多個能量吸收元件串聯(lián)配置構成的。
11.根據(jù)權利要求8所述的列車，其特征在于，所述至少一處以上的車廂間界面上的能量吸收機構的能量吸收元件具有在壓縮變形過程中壓縮負荷階梯性變大的特性。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種車廂間具備能量吸收機構的列車。在整列列車的能量吸收機構中，在列車端部的車廂間界面上的壓縮量得到減小，所述列車中央部的車廂間界面上的壓縮得到促進。在該結構中多節(jié)車廂(A1～A12)彼此通過聯(lián)接器(B1～B11)聯(lián)接，能量吸收機構(S12～S42，S82～S122)設置于車廂之間。將在列車的中央部的車廂間界面上的能量吸收機構(S12～S42，S82～S122)的能量吸收容量除以最大壓縮量得到的平均壓縮負荷設定為，比列車的外側(靠近端部)的車廂間界面上的該負荷要小。
文檔編號B61G11/16GK1518508SQ03800508
公開日2004年8月4日 申請日期2003年2月7日 優(yōu)先權日2002年2月18日
發(fā)明者田口真, 岡田真一, 矢木誠一郎, 山口秀行, 一, 一郎, 行 申請人:川崎重工業(yè)株式會社