JP4334909B2 - 衝突の際に窓が鉄道車両の運転室に侵入することを防ぐためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両、特に鉄道車両の構造体に関し、衝突の際に、窓が運転室に侵入することを防ぐためのシステム、およびこのシステムを含む車両を提供する。

通常、鉄道車両は、車両の見た目に美しい外形（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を構成する外板（ｓｋｉｎ）に固定されたウィンドシールドを有する運転室を備えており、外板はウィンドシールド／車体の結合体に良好な空気動力学的性質を付与する。しかし、外板は、大きな衝突に耐えるような構造に設計されておらず、車両の剛性は、独立の構造によって付与され、したがって外板を破壊する障害物と激しく衝突する際、ウィンドシールドが運転室に突出し、運転者の生命を危うくすることになる。

仏国特許出願公開第２８１８２２５号明細書 独国特許出願公開第１９８５２５１８号明細書 独国特許出願公開第１９９３７４６１号明細書 独国特許出願公開第１９８５１４６９号明細書

本発明の目的は、衝突の際に、鉄道車両の運転室中にウィンドシールドが侵入することを防ぐための、簡単で経済的なシステムを提案することにより、これらの問題を軽減することである。

この目的のために、本発明は、衝突の際に、窓が鉄道車両の運転室に侵入することを防ぐためのシステムにおいて、車両が窓と運転室の内部との間に保護構造体を備えており、この保護構造体は窓に面した開口を含むシステムであって、この保護構造体が、開口の少なくとも一部分を塞ぐべく移動するように構成された侵入防止部材を支持することを特徴とするシステムを提供する。

鉄道車両の運転室中にウィンドシールドが侵入することを防ぐための上記システムの特定の実施形態は、以下の１つまたは複数の特徴を、単独でまたは技術的に可能な組合せで備えることができる。

− 衝突前に命令により、侵入防止部材が移動される。

− 衝突の際に、侵入防止部材が移動され、侵入防止部材の移動が、窓が運転室の方向に押されることによりひき起こされる。

− 保護構造体は、プログラムされた変形のエネルギー吸収部材を、窓と保護構造との間で支持する。

− 衝突の際に、エネルギー吸収部材が変形することにより、侵入防止部材を開口の前面に移動させる。

− エネルギー吸収部材が、窓と接触するように構成された表面を有し、侵入防止部材は、最初は開口を塞がない位置でエネルギー吸収部材に取り付けられたフラップを備えており、エネルギー吸収部材は、エネルギー吸収部材が変形したとき、フラップが開口に向かって移動されかつ開口を向き、開口を部分的に塞ぐような形状をしている。

− エネルギー吸収部材が、台形断面の変形可能な構造体であり、該変形可能な構造体が、開口の周囲に載る長辺、および窓の縁部領域に近接する短辺をもち、フラップが、窓に近接して変形可能な構造体に取り付けられ、開口の縁部に載っている自由端を有する。

− 侵入防止部材は、基部が保護構造体に連結された少なくとも１つのプレストレストシリンダを含んでおり、このシリンダは、開口の縁部でロック手段により保持されたヘッドを備えるスライディングロッドを有しており、このロック手段は、窓への衝突の際に反応して、シリンダのスライディングロッドのヘッドを解放し、プレストレストシリンダが開口の前に広がることを可能にする。

− 侵入防止部材が、開口の異なる２つの側の保護構造体上の点の間に延ばされた弾性部材であり、各弾性部材は、１つまたは複数の保持部材により開口の隣接する縁部に平行に緊張される。

− 開口の表面積は、実質的に窓の表面積に等しい。

本発明はまた、鉄道車両が、運転室中に窓が侵入することを防ぐための前述の特徴に基づくシステムを含むことを特徴とする、窓を備える運転室を含む鉄道車両を提供する。

本発明の目的、態様、および利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として示す本発明の実施形態についての以下の説明からより深く理解されよう。

図面を見やすくするために、本発明を理解するのに必要な要素のみを示す。同様の要素は、すべての図面において同様の参照符号で識別されている。

図１は、車両の見た目の美しい外形を構成する外板６と、前端部にエネルギー吸収部材９をもつ剛性のシャーシ４とを有する鉄道車両を表す。外板６は、例えば、プラスチック材料のシェル７によって、外板６に面をそろえて固定された積層からなるウィンドシールド２を組み込んだ前面を有する。

図１に示すように、車両は、車両の前面の後に運転室１を備え、運転室は、車両のウィンドシールド２の底部の縁の近くに制御コンソール５を、またコンソールに面して運転席を備えている。車両はまた、ウィンドシールド２が運転室１に侵入することを防ぐためのシステムを組み込んでおり、このシステムは、車両の外板６によって形成される車両の前面と運転室１の内部との間に保護シールド３を含んでおり、この保護シールド３はシャーシ４により支持されている。

図２に示すように、保護シールド３は変形不能な剛性の前面壁を支持する金属構造体の形をとり、剛性の前面壁は、運転室１の高さ一杯に延び、車両のウィンドシールド２に面する長方形の開口８を組み込んでおり、開口８により運転者が外を見ることができるようになっており、開口８の表面積は実質的にウィンドシールド２の表面積と同じである。保護シールド３はまた、２つの側壁を持ち、その１つに開口があり運転者がアクセスできるようになっている。

保護シールド３は、開口８の周囲でエネルギー吸収フレーム１０を支持しており、エネルギー吸収フレーム１０は、開口８の各縁に平行な４つのプログラムされた変形可能な構造体１１を備えている。図３の上側の図は、システムの衝突前のシステムを示すが、各変形可能な構造体１１は、台形の断面をもち、長辺は開口の縁に載っており、短辺はウィンドシールド２の端部に接触している。各変形可能な構造体１１の内側の縁は、開口８に向かうフラップ１２を支持し、その一端がウィンドシールド２の近傍の変形可能な構造体１１に溶接された金属板から構成されており、他端は自由端であり、その内側に非常に小さい距離だけ突き出し、開口８の縁に載っている。

図３の下側の図および図４に、例えば、ウィンドシールド２を保持しているプラスチック材料シェル７を壊すことによって、ウィンドシールド２を運転室１の方向に突き出させた、ウィンドシールド２の侵入を防ぐためのシステムの衝突後の状態を示す。これらの図では、ウィンドシールド２が運転室１の方向に突き出されたとき、フレーム１０に載っているウィンドシールド２の縁部が変形可能な構造体１１を変形させ、それによりフラップ１２を変形させ、フラップを開口８の内側に向けて曲げ、その結果フラップが開口８を部分的に塞ぎ、それによりウィンドシールド２が運転室１に侵入する危険を制限する。

前述の説明から、一方では、フレームを変形させて、ウィンドシールドの侵入エネルギーの一部を吸収することにより、また他方では、フラップにより開口を塞ぐことにより、ウィンドシールドまたは他の物体が運転室に侵入する危険を最小限に抑えることになる。

図５から７では、前述のフレームを、開口８の縁部に２対のプレストレストシリンダ２２を含む、侵入防止手段を備えるエネルギー吸収フレーム２０で置き換えた、ウィンドシールドの侵入を防ぐための本発明によるシステムの異なる実施形態を示す。

図５および図６の左側の図において、フレーム２０は、開口８の周囲でその下表面が保護シールド３上に載っている長方形のフレームと、ウィンドシールド２に突き出す変形可能な上部部分とを有する。フレーム２０の上部部分は、フレーム２０の外側周辺部に延びる変形可能な構造体２１の形状をとり、図５および６では図示しないウィンドシールドの縁部領域と接触する上部表面をもつ。開口８の２つの反対の縁の近くに、フレーム２０は、開口８の縁部に平行に直列配置された２個のプレストレストシリンダ２２を有する。各シリンダ２２は、シリンダ２２を開口８の平面内で回転できるようにするピボット２２ａによってフレーム２０に関節連結された基部を有し、シリンダ２２はスライディングロッドを備え、そのヘッドが玉継ぎ手２２ｂによってもう１つのシリンダ２２のスライディングロッドのヘッドに連結される。このように配置されたシリンダ２２は、プレストレスされており、それらのヘッドが、２つのシリンダ２２の基部を通る軸ｄに対して少し外れた状態で、最も近い変形可能な構造体２１の側面に当接している。

図６の右の図および図７に示すように、運転室１の方向にウィンドシールド２が変位を起こす衝突の際、衝突のエネルギーは、変形可能な構造体２１が変形することにより部分的に吸収される。変形可能な構造体２１が変形すると、同時に、シリンダ２２のヘッドは、開口８の方向に軸ｄを越えて横変位を起こし、開口８の前面でプレストレストシリンダ２２の急激な伸張をもたらす。伸張したシリンダ２２は、ウィンドシールド２が運転室１中に侵入することを防ぐ。

侵入を防ぐためのシステムのこの変形形態は、シリンダが開口の内側方向に長い範囲に伸張し、それに対応して、開口の大きさが小さくなり、システムをきわめて効果的にする利点がある。

図８は、シリンダ２２が開口８の縁部に沿って選択的に動作可能なロック手段で固定され、突起２３が電気モータで並進するように構成されている、前述のシステムの改良された変形形態を示している。突起２３は、軸ｄと開口８との間にあり、シリンダ２２のヘッド２２ｂが当接するようになっている。制御コンソール５を介した運転者の命令により、またはインパクトセンサを介して自動的に、電気モータが突起２３を引き込ませて、シリンダ２２が開口８の前面に伸張するようにする。この変形形態は、例えば、衝突を予測して、運転者の命令で侵入防止用シリンダ２２が解放できるという利点がある。

図９から１１は、ウィンドシールドの侵入を防ぐための本発明によるシステムのさらなる実施形態を示す。この実施形態において、運転室１、車両のシャーシ４、エネルギー吸収部材９、外板６、およびウィンドシールド２は、図１を参照して説明したものと同様である。

図１０において、車両は、以前に説明したものに類似する保護シールド３を含んでいるが、この場合保護シールドは、開口８のまわりに規則的に分布した４つの弾性フィラメント３２を支えている。各弾性フィラメント３２は、開口８の２つの隣接する側のシールド上で、２つのアンカー点３４の間に緊張されており、フィラメント３２は、アンカー点３４を受け入れる２つの縁に共通な隅にある保持つめ３３により、開口８の近接した縁に実質的に平行に強く緊張されている。つめ３３は、ハウジングを通してシールド３内に取り付けられて、軸ｂに沿ってウィンドシールド２に垂直につめ３３を強制的に移動させることが可能となっている。各保持つめ３３は、弾性フィラメント３２を保持するためのフィンガ３３ａ、および軸ｂに沿って延びる伝動ストラット３３ｂを含む。各つめ（図１０につめ２つを部分切開図に示す）の伝動ストラット３３ｂの曲がった端部は、ウィンドシールド２と接触するが、つめ３３がハウジングに押される際に、フィラメント３２を解放するために、保持フィンガ３３ａは、ウィンドシールド２の方向では途切れている。

したがって、図１１に示すように、開口８の方向にウィンドシールドの変位を起こす衝突の際に、ウィンドシールド２はストラット３３ｂに載っているので、つめ３３はハウジングに押し込まれ、それによって保持フィンガ３３ａがハウジングに引き込まれ、突然弾性フィラメント３２が解放されて、弾性フィラメント３２は、部分的に緩和され開口８を交差する位置をとり、したがってウィンドシールド２が運転室３に侵入する危険が制限される。

前述の実施形態の改良された変形形態では、４つのつめ３３が、有利には結合ロッドで固定され、つめ３３の１つだけに強いスラストが加えられても、すべてのつめ３３が押され、同時に４つの弾性フィラメント３２が解放される。

前述の実施形態の他の改良された変形形態では、４つのつめ３３が、空気圧シリンダなどのアクチュエータで、軸ｂに沿って並進され、衝突が予測される場合に、例えば、制御コンソール５を介した運転者の命令により、または車両のセンサを介して自動的に、事前に弾性フィラメントが解放される。

もちろん、本発明は、説明され図示された実施形態に決して限定されるものではなく、これは例として示したものにすぎず、特に様々な構成部品の構成の点で、または技術的等価物で置き換えることにより、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、修正することができる。

したがって、一実施形態では、保護シールドを金属グリッドとすることもできる。

このように、前述の実施形態は、ウィンドシールドが運転室に侵入することを防ぐためのシステムを示しているが、本発明によるシステムは、側部ウィンドが運転室に侵入することを防ぐためにも同様に利用できる。

ウィンドシールドの運転室内に侵入することを防ぐための本発明によるシステムの第１の実施形態を備える、鉄道車両の長手方向の断面図である。 衝突前の図１のシステムを備える運転室の透視図である。 衝突の前および後における図１に示す侵入防止システムの部分断面図である。 衝突後の図１のシステムを備える運転室の透視図である。 ウィンドシールドの侵入を防ぐための本発明によるシステムの別の実施形態を備えた運転室構造の透視図である。 図５のシステムの動作を示す詳細図である。 衝突の後における図５のシステムの透視図である。 図５のシステムの別の実施形態の、図６と同様の図である。 本発明による侵入防止システムの、別の実施形態を備える鉄道車両の長手方向の断面図である。 衝突前の図９のシステムを備える運転室の透視図である。 衝突後の図９のシステムを備える運転室の透視図である。

符号の説明

１ 運転室
２ ウィンドシールド、窓
３ 保護構造体
４ シャーシ
５ 制御コンソール
６ 外板
７ プラスチック材料シェル
８ 開口
９ エネルギー吸収部材
１０、２０ エネルギー吸収フレーム
１１ プログラムされた変形可能な構造体
１２ 侵入防止部材
２１ 変形可能な構造体
２２ 侵入防止部材
２２ａ ピボット
２２ｂ 玉継ぎ手
２３ つめ
２２ｂ シリンダのヘッド
３２ 弾性フィラメント
３３ 保持部材
３３ａ フィンガ
３３ｂ 伝動ストラット
３４ アンカー点

Claims (11)

1. 衝突の際に、窓（２）が鉄道車両の運転室（１）に侵入することを防ぐためのシステムにおいて、前記車両が、窓（２）と運転室（１）の内部との間に、運転室（１）の高さ一杯に延びた変形不能な剛性の前面壁を支持する金属構造体の形をとる保護構造体（３）を備え、前記保護構造体（３）が窓（２）に面した開口（８）を備えており、前記保護構造体が、前記開口（８）の少なくとも一部分を塞ぐべく移動するように構成された侵入防止部材（１２、２２、３２）を支持していることを特徴とするシステム。
2. 衝突の前に、侵入防止部材（２２、３２）を命令によって移動させることを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１に記載のシステム。
3. 侵入防止部材（１２、２２、３２）の移動が、衝突時に運転室（１）の方へ突き出してくる窓（２）の動きによってひき起こされることを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１に記載のシステム。
4. 保護構造体（３）が、所定の変形が得られるように形成されたエネルギー吸収部材（１１、２１）を、窓（２）と保護構造体（３）との間に支持していることを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 衝突の際に、エネルギー吸収部材（１１、２１）が変形することにより、侵入防止部材（１２、２２）を開口（８）の前面に移動させることを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項４に記載のシステム。
6. エネルギー吸収部材（１１）が、窓（２）と接触するように構成された表面を有し、前記侵入防止部材は、最初は開口（８）を塞がない位置でエネルギー吸収部材（１１）に取り付けられたフラップ（１２）を備えており、前記エネルギー吸収部材（１１）は、該エネルギー吸収部材（１１）が変形されたとき、フラップ（１２）が開口（１８）に向かって移動されかつ開口（８）を向き、開口を部分的に塞ぐような形状をもつことを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項５に記載のシステム。
7. エネルギー吸収部材（１１）が、台形断面の変形可能な構造体であり、該変形可能な構造体は、開口（８）の周囲に載る長辺、および窓（２）の縁部領域に近接する短辺をもち、前記フラップ（１２）が、窓（２）に近接して変形可能な構造体（１１）に取り付けられ、開口（８）の縁部に載っている自由端を有することを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項６に記載のシステム。
8. 侵入防止部材が、基部が保護構造体（３）に連結された少なくとも１つのプレストレストシリンダ（２２）を備えており、前記シリンダ（２２）は、開口（８）の縁部でロック手段により保持されたヘッドを備えるスライディングロッドを有しており、前記ロック手段は、窓（２）への衝突の際に反応して、前記シリンダ（２２）のスライディングロッドのヘッドを解放し、プレストレストシリンダが開口（８）の前に広がることを可能にすることを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
9. 侵入防止部材が、開口（８）のまわりに規則正しく配置された複数の弾性部材（３２）であり、弾性部材（３２）の各々は、開口（８）の２つの隣り合う側にそれぞれ位置する保護構造体（３）上の２つのアンカー点（３４）の間に張り渡されると共に、１つの保持部材（３３）によって開口（８）の隣り合う縁部に平行になるように張力を掛けて引き伸ばされており、衝突時、保持部材（３３）が移動して、弾性部材（３２）を解放することを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
10. 開口（８）の表面積が、実質的に窓（２）の表面積に等しいことを特徴とする、窓（２）の侵入を防ぐための請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 運転室（１）中に窓（２）が侵入することを防ぐための請求項１から１０のいずれかによるシステムを含むことを特徴とする、窓（２）を備える運転室（１）を含む鉄道車両。

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