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技術 車両のフレーム上方における衝突に対処するようにしたエネルギー吸収構造物が設けられた運転室を有する鉄道車両

出願人 アルストム
発明者 クリスチヤン・ボネイユジエラール・ジルクジンスキマルセル・ゴダンイザベル・ギロトージヤン-マルク・ラングレ
出願日 2001年12月14日 (19年0ヶ月経過) 出願番号 2001-381189
公開日 2002年8月14日 (18年4ヶ月経過) 公開番号 2002-225704
状態 特許登録済
技術分野 機関車 鉄道車両の種類 鉄道車両の細部 鉄道車両懸架装置、車輪装置
主要キーワード 剛性構造物 連結ヘッド オーバーライディング 側ばり 変形剛性 剛性フレーム 自動連結器 エネルギー吸収要素
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この項目の情報は公開日時点(2002年8月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

車両フレーム側ばりより高い位置の運転室衝突した障害物による衝撃からのエネルギーを吸収するように構成され、簡単かつ安価に実現可能な保護シールドを備えた運転室を有する鉄道車両を提供する。

解決手段

運転室が設けられた端部を有する鉄道車両であって、前記車両は前記運転室の下方に延設された剛性フレーム(1)を有し、前記鉄道車両は、前記運転室の前方に配設され剛性構造物が設けられた保護シールド(3)を有することを特徴とし、前記保護シールド(3)は前記フレーム(1)上に載置されるとともに、シールド(3)とフレーム(1)との間に局所的に介在された少なくとも1つのエネルギー吸収要素(6)を介して前記フレーム(1)に連結される。

概要

背景

現在の鉄道車両は、その端部に、通常の走行条件下、および低速度での「ドッキング衝撃発生時に車両が受ける応力抵抗する働きをする手段を備えている。

FR−A−2698840からは、大きな衝撃を受けた場合に、たとえば他の列車との衝突時に、乗客および運転手を保護するためのエネルギー吸収金属構造物を、運転室を有する鉄道車両に備えることができることが知られている。したがって、車両は、該車両の端部に設けられた固定式または交換可能なエネルギー吸収要素で構成される動的塑性変形ゾーンを有している。

しかしながら、このような構造物は、車両フレーム側ばりの高さにおける大きな衝撃からのエネルギーを吸収するように構成されており、フレームよりも上方にある鉄道車両の運転室にぶつかる障害物による衝撃に対処するようには構成されていない。そのような衝撃は、障害物が運転室と同じ高さ位置で鉄道車両に衝突した場合に起こりうるし、また、その衝撃がフレームのエネルギー吸収要素の設計を超える障害物に対して起こったために、該要素が衝撃を適切に吸収できない場合にも起こりうる。そのような場合、フレームの高い剛性と、列車端部の下方傾斜形状によって、衝突した障害物が持ち上げられ、その障害物が運転室に突き当たり、運転室に制御不能な変形をもたらして、運転手の命を脅かすことになる。

概要

車両フレームの側ばりより高い位置の運転室に衝突した障害物による衝撃からのエネルギーを吸収するように構成され、簡単かつ安価に実現可能な保護シールドを備えた運転室を有する鉄道車両を提供する。

運転室が設けられた端部を有する鉄道車両であって、前記車両は前記運転室の下方に延設された剛性フレーム(1)を有し、前記鉄道車両は、前記運転室の前方に配設され剛性構造物が設けられた保護シールド(3)を有することを特徴とし、前記保護シールド(3)は前記フレーム(1)上に載置されるとともに、シールド(3)とフレーム(1)との間に局所的に介在された少なくとも1つのエネルギー吸収要素(6)を介して前記フレーム(1)に連結される。

目的

本発明の目的は、車両フレームの側ばりより高い位置の運転室に衝突した障害物による衝撃からのエネルギーを吸収するように構成され、簡単かつ安価に実現可能な保護シールドを備えた運転室を有する鉄道車両を提供することにより、上述の欠点を緩和することである。

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
5件

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請求項1

運転室が設けられた端部を有する鉄道車両であって、前記車両は前記運転室の下方に延設された剛性フレーム(1)を有し、前記鉄道車両は、前記運転室の前方に配設され剛性構造物が設けられた保護シールド(3)を有し、前記保護シールド(3)は、前記フレーム(1)上に載置されるとともに、シールド(3)とフレーム(1)との間に局所的に挿入された少なくとも1つのエネルギー吸収要素(6)を介して前記フレーム(1)に連結されることを特徴とする鉄道車両。

請求項2

エネルギー吸収要素(6)は、前面衝突発生時に変形するエネルギー吸収要素(6)によって、前記保護シールド(3)が前記フレーム(1)に対して車両の長手方向に移動できるように、保護シールド(3)を長手方向にフレーム(1)に連結することを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両。

請求項3

前記フレーム(1)と前記保護シールド(3)は、それらの境界面において、車両の長手方向にランナ型のガイド装置を構成する相補形状を有することを特徴とする請求項2に記載の鉄道車両。

請求項4

保護シールド(3)は、運転室の高さを超えて鉛直方向に伸びる剛性構造物から成るとともに、車両の前面ガラス(9)に対向する開口部(10)が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項5

保護シールド(3)は運転室の両側上にも延び、筐体構造物を形成することを特徴とする請求項4に記載の鉄道車両。

請求項6

保護シールド(3)とフレーム(1)は、分離固定要素を介して局所的に互いに直接連結されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項7

保護シールド(3)の最上部は、エネルギー吸収要素(12)を介して、フレーム(1)に固定または一体化された構造要素に連結されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項8

保護シールド(3)の前面は車両の前端部に向けて延設されるエネルギー吸収要素(7)を支持していることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項9

フレーム(1)の前端部はエネルギー吸収要素(8)を支持していることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項10

前記エネルギー吸収要素(6、7、8、12)は、設定された挙動で変形する構造物によって構成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の鉄道車両。

請求項11

フレーム(1)の前端部は、ガード鉄を支持していることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の鉄道車両。

技術分野

0001

本発明は車両構造の分野、特に運転室を有する鉄道車両に関し、また本発明は、衝突時に車両運転手を保護するためのエネルギー吸収構造物を有する車両に関する。

背景技術

0002

現在の鉄道車両は、その端部に、通常の走行条件下、および低速度での「ドッキング衝撃発生時に車両が受ける応力抵抗する働きをする手段を備えている。

0003

FR−A−2698840からは、大きな衝撃を受けた場合に、たとえば他の列車との衝突時に、乗客および運転手を保護するためのエネルギー吸収金属構造物を、運転室を有する鉄道車両に備えることができることが知られている。したがって、車両は、該車両の端部に設けられた固定式または交換可能なエネルギー吸収要素で構成される動的塑性変形ゾーンを有している。

0004

しかしながら、このような構造物は、車両フレーム側ばりの高さにおける大きな衝撃からのエネルギーを吸収するように構成されており、フレームよりも上方にある鉄道車両の運転室にぶつかる障害物による衝撃に対処するようには構成されていない。そのような衝撃は、障害物が運転室と同じ高さ位置で鉄道車両に衝突した場合に起こりうるし、また、その衝撃がフレームのエネルギー吸収要素の設計を超える障害物に対して起こったために、該要素が衝撃を適切に吸収できない場合にも起こりうる。そのような場合、フレームの高い剛性と、列車端部の下方傾斜形状によって、衝突した障害物が持ち上げられ、その障害物が運転室に突き当たり、運転室に制御不能な変形をもたらして、運転手の命を脅かすことになる。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、車両フレームの側ばりより高い位置の運転室に衝突した障害物による衝撃からのエネルギーを吸収するように構成され、簡単かつ安価に実現可能な保護シールドを備えた運転室を有する鉄道車両を提供することにより、上述の欠点を緩和することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、運転室を備えた端部を有する鉄道車両を提供し、前記車両は前記運転室の下方に延設された剛性フレームを有し、前記鉄道車両は、前記運転室の前方に設けられ剛性構造物を備えた保護シールドを有し、前記保護シールドは前記フレーム上に載置されるとともに、シールドとフレームの間に局所的に挿入された少なくとも1つのエネルギー吸収要素を介して前記フレームに連結されることを特徴とする。

0007

特定の実施形態において、本発明の鉄道車両は、以下に示す特徴の1つまたはそれ以上を、単独または技術的に実現可能な任意の組み合わせで有していてもよい。

0008

前面衝突発生時に変形する1つまたはそれ以上のエネルギー吸収要素によって、保護シールドがフレームに対して車両の長手方向に移動できるように、1つまたはそれ以上のエネルギー吸収要素が、保護シールドを長手方向にフレームに連結し、それらの境界面において、フレームと保護シールドは、車両の長手方向にランナ型のガイド装置を構成する相補形状を有し、保護シールドは、運転室の高さを超えて鉛直方向に伸びる剛性構造物から成るとともに、車両の前面ガラスに対向する開口部が設けられており、保護シールドは運転室の両側上にも延び、筐体構造物を形成し、保護シールドとフレームは、分離固定要素を介して局所的に互いに直接連結されており、保護シールドの最上部は、エネルギー吸収要素を介して、フレームに固定またはフレームと一体化された構造要素に連結されており、保護シールドの前面は車両の前端部に向けて延びるエネルギー吸収要素を支持しており、フレームの前端部はエネルギー吸収要素を支持しており、1つまたはそれ以上のエネルギー吸収要素は、設定された挙動で変形する構造物によって構成されており、フレームの前端部は、軌道上の障害物を取り除くガード鉄を支持している。

0009

本発明の目的、特徴および利点は、非限定的な実施形態を用い、添付の図面を参照して与えられる、発明の特定の実施形態の以下の説明によって、よりよく理解される。

0010

図面を明確にするために、発明を理解するのに必要な要素のみが示されている。同様の要素は異なる図面中で同じ符号で示されている。

発明を実施するための最良の形態

0011

図1は、車両に剛性を与える非変形剛性フレーム1を有する鉄道車両の前端部と、車両の見た目に美しい筐体を形成し、前面ガラス9を支持する外板5を示している。

0012

車両は、運転手を保護するための構造物が設けられた運転室を備えている。この構造物は図2に拡大されて示されており、運転室の内部と、車両の前面を形づくる外板5の一部分との間に介在されている。この構造物は、非変形性で、運転室の実質的に全高に亘って鉛直方向に延設された前壁を有し、運転室の両側に延設された2枚の側壁3bを有する剛性保護シールド3を有している。前壁3aには、車両の前面ガラス9に対向し、運転手に良好な視界を与える幅広の開口部10が設けられている。

0013

図2および3に示されるように、保護シールド3は、フレーム1の平坦な上面1a上に載置された基板3cを有し、保護シールド3の2枚の側壁3bの各一方の下方に延びる2本のガイドアーム11を有している。各ガイドアーム11はフレーム1の側ばり1bの周囲に鉛直方向に延びている。また、側ばり1bの下方に延び保護シールド3がフレーム1から持ち上がらないようにするためのリフティング防止アバットメント部を形成する、リップ15が設けられた底部を、各該ガイドアーム11は有している。

0014

保護シールド3の各ガイドアーム11では、該ガイドアーム11の背面11aと、ガイドアーム11の背面11aに対向して設けられたフレーム1の肩部に属するアバットメント面1cとの間に介在された変形性スペーサ6を介して、フレーム1に長手方向に連結されている。図示した実施形態において、変形性スペーサ6は、設定可能な挙動で塑性変形するとともに、ボルトによって固定可能なようにそれぞれにフランジが設けられた長手方向端部を有する、金属シート組立体の形態であることが有利である。

0015

保護シールド3はその頂部に、車両の後方に向かって延び、車両のフレーム1によって支持される構造リング(図示せず)に連結された2本の連結ガーダ12を有している。2本の連結ガーダ12は、設定された挙動で塑性変形し、変形性スペーサ6と実質的に同等の強度特性を有するエネルギー吸収要素を構成する、組み立てられた金属シートで構成される。

0016

保護シールド3は、図示しないはく離ボルトによって局所的にフレーム1上に保持されているのが有利である。

0017

図3に示すように、保護シールド3の前壁3aの前面は、車両の前面に向けて突出する、エネルギーを吸収する一組のクランプボックス7を支持している。クランプルボックス7は、スペーサ6および連結ガーダ12よりも弱いのが好ましく、これにより、衝突時には、スペーサ6および連結ガーダ12が変形し始める前に該一組のクランプルボックス7が連続的に変形される。

0018

従来、車両のフレーム1の前端部は、2つのオーバーライディング防止エネルギー吸収アバットメント部8を備えており、該オーバーライディング防止エネルギー吸収アバットメント部8は、フレーム1の主軸台にエネルギー吸収要素を介して連結された連結ヘッドによって構成される自動連結器13の両側に、側ばり1bと同一線上に設けられる。オーバーライディング防止エネルギー吸収アバットメント部8は、車両が別の鉄道車両に衝突した場合に生まれる大量のエネルギーを吸収するように、非常に高い強度特性を有している。

0019

図4は、フレーム1の側ばり1bよりも高い位置、実質的に保護シールド3の前面によって支持されるクランプルボックス7と同じ高さで車両の前面にぶつかった障害物との衝突後の、上述の車両の構造の変形を示している。

0020

図4に示したように、このような衝突が起こった場合、保護シールド3の前端部のクランプルボックス7が潰れることにより、衝突によるエネルギーの一部を吸収し、衝突による残りのエネルギーは連続的に変形するスペーサ6および連結ガーダ12によって吸収されることにより、保護シールド3をフレーム1に対して後方に移動させ、保護シールド3はその移動全体にわたってフレーム1上を2本のガイドアーム11によって導かれながら移動する。

0021

そのような保護シールド3の連続的移動によって、衝突によるエネルギーを吸収することができるとともに、保護シールド3の構造的一体性を保持することにより、どんな場合にも保護シールド3の後方に保護され残された運転手に対しての生存空間保証するのである。図面中に見られるように、保護シールド3の後方への移動のストロークは、所定の最大ストロークよりも長くてはならない。これは、シールド3が潰れるスペーサ6によって通常吸収される範囲を超えて移動するのを、フレーム1のアバットメント面1cがガイドアーム11と協働して防ぐためである。

0022

運転室1内部のより高い安全性を保証するために、前記運転室は、スペーサクランプル範囲に亘って後方に移動する保護シールド3が運転手を負傷させないように構成されている。したがって、車両制御盤(図示せず)は、衝突時に保護シールド3と一体化されたままであるように該保護シールド3に固定されるのが有利であり、これにより、要素が変形したり、突き出したりするのを防止している。運転手の座席も、保護シールド3と同時に移動するように保護シールド3に固定されていてもよい。

0023

したがって、上記のような車両は、運転室の高さで発生した衝撃を、制御可能な挙動で後方に移動する保護シールドによって吸収させることができるようにし、保護シールドがその構造的一体性を保持し、いかなる場合にも保護シールドとしての機能を発揮することにより、運転手に対する高い安全性を保証するという利点を与える。

0024

そのような車両は、車両の前面の周囲に延びる非変形性剛性フレームを有するという利点も与える。したがって、ガード鉄(図示せず)を剛性フレームの真下に固定することにより、車両の前面付近に固定することができ、これによりガード鉄が車両の動作を妨害することが防がれる。

0025

当然ながら、本発明は、記載、図示された実施形態には全く限定されない。実施形態は例示のためだけに与えられたものである。特に、様々な要素の製造方法に関して、あるいは技術を同等の技術で置き換えることにより、本発明の保護範囲を超えない限りにおいて、変更を行う余地が残されている。

図面の簡単な説明

0026

図1本発明の構造物を備えた鉄道車両の一方の端部の部分分解斜視図である。
図2図1の車両の前端部を構成する構造物の一部をより大きい拡大率で示した分解斜視図である。
図3衝突を受ける前の、図1の車両の前端部を構成する構造物の斜視図である。
図4鉄道車両の運転室と同じ高さで衝突が起こった後の、図3と同様の図である。

--

0027

1剛性フレーム
1a 上面
1b側ばり
1cアバットメント面
3保護シールド
3a前壁
3b側壁
3c基板
5外板
6変形性スペーサ
7クランプルボックス
8エネルギー吸収アバットメント部
9前面ガラス
10 開口部
11ガイドアーム
11a 背面
12 連結ガーダ
15 リップ

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