JP2012502833A - レール走行車両、特にレール車両のフロントエンドに搭載される車両フロントエンドモジュール - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
11 ルーフ構造体(ルーフB3)
12,12’ サイドストラット(サイドストラットB1)
14 レール部材(仕切りB4)
15 エンドウォール(エンドウォールB5)
16 アンダーキャリッジ構造体(下部構造体B6)
16a アンダーキャリッジ構造体の上方表面部材
16b アンダーキャリッジ構造体の下方表面部材
16c アンダーキャリッジ構造体支持部材
17 アンダーキャリッジ構造体のガードレール/レールガード
20,20’ 第1のエネルギー吸収部材(エネルギー吸収部材B10)
21,21’ 第2のエネルギー吸収部材(エネルギー吸収部材B9)
22,22’ 第3のエネルギー吸収部材(衝撃バッファB7)
23 第4のエネルギー吸収部材(衝撃用結合部材B8)
24 アンダーライドガード(レールガードB11)
25,25’ 第5のエネルギー吸収部材(レールガードの一部)
26,26’ 第6のエネルギー吸収部材(レールガードの一部)
30 中央バッファ結合部材
31 軸受ブロック
32 バッフル板
60 案内管
61 エネルギー吸収部/衝撃管
62 圧力管
63 バベル/ストッパ
64 テーパ状の円錐リング
65 クライミングガード
66 面取りされた内側面
100 車両フロントエンドモジュール(車両フロントエンドモジュール構造体)
101 車両運転室
102 外部被覆部材
Claims (39)
- レール走行車両、特に鉄道車両のフロントエンドに搭載される車両フロントエンド構造(100)を有する車両フロントエンドモジュールであって、
前記車両フロントエンド構造(100)は、繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなる構造部材により完全に構成されており、
前記車両フロントエンド構造(100)を形成する前記構造部材は、車両運転室(101)を収容するように設計された実質的に変形抵抗力がある自己支持型フロントエンド構造を形成するように構成され、直接的に互いに接続された複数の第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)を含むとともに、
前記車両フロントエンド構造(100)を形成する前記構造部材は、第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)を含み、当該第2の構造部材は、前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)と接続され、且つ、前記レール走行車両がクラッシュしたときに、衝撃力の伝播により生じ、且つ前記車両フロントエンド構造(100)内に導入される衝撃エネルギーの少なくとも一部が、当該第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)の少なくとも部分的な不可逆変形又は少なくとも部分的破壊によって散逸されるように構成されている車両フロントエンドモジュール。 - 前記複数の第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、クラッシュが生じたときに前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)によって吸収されなかった前記車両フロントエンドモジュール内に導入された前記衝撃エネルギーの少なくとも一部が、前記車両フロントエンドモジュールに接続された鉄道車両の車両本体構造へ伝播され得るように構成され、当該複数の第1の構造部材は互いに接続されている請求項1に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)は、予め定められた臨界衝撃力の超過に反応するように構成されているとともに、衝撃力の伝播により生じ、且つ、前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)内に導入される衝撃エネルギーの少なくとも一部を、脆性破壊エネルギーへと不可逆的且つ破壊的に変換して散逸させる請求項1又は2に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記車両フロントエンド構造(100)は、好ましくは、進行方向に対向する鉄道車両のインターフェースに着脱自在に連結されている請求項1ないし3の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記複数の第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、実質的に変形抵抗力がある自己支持型フレーム構造を形成するために、前記車両フロントエンド構造(100)の両側面にそれぞれ設けられた2つのAピラー(10,10’)と、前記2つのAピラー(10,10’)の上部に固定されたルーフ構造体(11)とを含み、前記2つのAピラー(10,10’)と、当該2つのAピラー(10,10’)に固定されたルーフ構造体(11)とは、クラッシュが生じたときに、前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)によって吸収されなかった前記車両フロントエンドモジュール内に導入された前記衝撃エネルギーの一部が、前記車両フロントエンドモジュール(100)に接続された前記レール走行車両の車両本体構造へ伝播され得るように構成されている請求項1ないし4の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、前記2つのAピラー(10,10’)の下部にそれぞれ固定され、且つ、クラッシュが生じたときに、前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)によって吸収されなかった衝撃エネルギーの一部を、前記レール走行車両の車両本体構造へと伝播させるサイドストラット(12,12’)をさらに含む請求項5に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記2つのAピラー(10,10’)は、それぞれ湾曲しており、
前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、前記2つのAピラー(10,10’)の上端部に固定され、且つ、クラッシュが生じたときに、前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)によって吸収されることなく前記2つのAピラー(10,10’)へ伝達された衝撃エネルギーの一部が、前記レール走行車両の車両本体構造へと伝播されるように構成されているアンダーキャリッジ構造体(16)をさらに含む請求項5又は6に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記サイドストラット(12,12’)及び/又はAピラー(10,10’)は、中空状の繊維強化プラスチックからなり、当該中空状の繊維強化プラスチック内には、好ましくは芯材、特に発泡芯材が、サイドストラット(12,12’)及び/又はAピラー(10,10’)のそれぞれの剛性を増強するために収容される請求項5ないし7の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記ルーフ構造体(11)は、繊維強化プラスチックのサンドイッチ構造からなる請求項5ないし8の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、前記2つのAピラー(10,10’)を構造上連結するように当該2つのAピラー(10,10’)のそれぞれの下部領域に接続されるレール部材(14)を含む請求項5ないし9の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、クラッシュが生じたときに自己支持型フレーム構造内に収容された車両運転室への貫入が生じないように保護するために、前記車両フロントエンド構造(100)のフレーム端面を形成するように前記レール部材(14)に接続される耐変形性エンドウォール(15)をさらに含んでいる請求項10に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記エンドウォール(15)は、異なる繊維複合材料からなり、特にガラス繊維強化材料、アラミド材料、ダイニーマ材料及び/又は炭素繊維強化材料からなる請求項11に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)は、予め定められた臨界衝撃力の超過に反応するように設計された第1のエネルギー吸収部材(20,20’)を含み、
前記第1のエネルギー吸収部材(20,20’)の少なくとも1つは、繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなり、
前記第1のエネルギー吸収部材(20,20’)は、衝撃力の伝達中に生じた衝撃エネルギーであってその内部に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を、その繊維構造の少なくとも一部の非延性破壊によって吸収するように設計されており、
前記第1のエネルギー吸収部材(20,20’)の少なくとも1つは、前記レール部材のフロントエンドに設けられている請求項10ないし12の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)は、繊維強化プラスチックからなる少なくも1つの第2のエネルギー吸収部材(21,21’)を含み、
前記少なくも1つの第2のエネルギー吸収部材(21,21’)は、臨界衝撃力の超過に反応するように設計されており、
前記少なくも1つの第2のエネルギー吸収部材(21,21’)は、衝撃力の伝達中に生じた衝撃エネルギーであってその内部に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を、その繊維構造の少なくとも一部の非延性破壊によって吸収するように設計されており、
前記少なくも1つの第2のエネルギー吸収部材(21,21’)は、前記車両フロントエンドモジュールのフロントエンドに対向する前記2つのAピラー(10,10’)の各表面上に設けられている請求項5ないし13の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記エネルギー吸収部材(20,20’,21,21’)は、好ましくは材料嵌合によって、特に接着剤を用いて、第1の構造部材(10,10’,14)へ固定接続されている請求項13又は14に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなるアンダーキャリッジ構造体(16)をさらに含み、
前記アンダーキャリッジ構造体(16)は、前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)の少なくとも一部に接続されて、前記車両運転室(101)のベースを形成する請求項1ないし15の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記アンダーキャリッジ構造体(16)は、
繊維強化プラスチックからなる上方表面部材(16a)と、
繊維強化プラスチックからなり、前記上方表面部材(16a)から所定距離離間して設けられた下方表面部材16bと、
繊維強化プラスチックからなり、前記上方表面部材(16a)と前記下方表面部材(16b)とを互いに固定接続する支柱(16c)とを含む請求項16に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)は、予め定められた臨界衝撃力の超過に反応するように設計された繊維強化プラスチックからなる少なくも1つの第3のエネルギー吸収部材(22,22’)を含み、
前記なくも1つの第3のエネルギー吸収部材(22,22’)は、前記アンダーキャリッジ構造体(16)内に設けられ、衝撃力の伝達中に生じた衝撃エネルギーであってその内部に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を、その繊維構造の少なくとも一部の非延性破壊によって吸収するように設計されている請求項16又は17に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 軸受ブロック(31)を介してアンダーキャリッジ構造体(16)に接合される中央バッファ連結器(30)をさらに備え、
前記第2の構造部材(20,20’,21,21’,22,22’,23,24,24’)は、少なくとも1つの第4のエネルギー吸収部材(23)をさらに含み、
前記第4のエネルギー吸収部材(23)は、軸受ブロック(31)の後方であって、前記アンダーキャリッジ構造体(16)の内部における衝撃方向に設けられ、臨界衝撃力の超過に反応するように設計されており、
前記第4のエネルギー吸収部材(23)は、衝撃力の伝達中に生じた衝撃エネルギーであってその内部に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を、その繊維構造の少なくとも一部の非延性破壊によって吸収するように設計されている請求項16ないし18の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記第3又は第4のエネルギー吸収部材(22,22’;23)は、それぞれ繊維強化プラスチックからなる案内管(60)と、プランジャー又はラムからなる圧力管(62)とを含み、
前記案内管(60)と前記圧力管(62)とは相互に作用するように構成されており、
前記第3又は第4のエネルギー吸収部材(22,22’;23)の内部に伝搬された衝衝撃力が臨界値を超過すると、前記案内管(60)と前記圧力管(62)とは互いの方向に移動すると同時に、前記第3又は第4のエネルギー吸収部材(22,22’;23)の内部に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収し、
前記案内管(60)は、少なくとも1つの繊維強化プラスチックからなるエネルギー吸収部(61)を含み、前記圧力管(62)が、前記案内管(60)に対し相対移動すると、前記エネルギー吸収部(61)は少なくとも部分的に非延性的に擦り減るように構成されている請求項18又は19に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記圧力管(62)は、前記案内管(60)に対向するフロントエンドが開口された中空体に形成されており、前記圧力管(62)が、案内管(60)に対して相対移動するときに生じる繊維強化プラスチックからなるエネルギー吸収部(61)の破片の少なくとも一部が前記中空体の中に収納されるように構成されている請求項20に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記圧力管(62)が、前記案内管(60)に対し相対移動する際に非延性的に擦り減る前記エネルギー吸収部(61)の長さは、前記圧力管(62)と前記案内管(60)との相対移動を確保できる距離に設定されている請求項20又は21に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記圧力管(62)における前記案内管(60)に対向するプランジャー又はラムからなる部分は、前記圧力管(62)における前記案内管(60)に対向するプランジャー又はラムからなる部分が前記エネルギー吸収部(61)のストッパ(63)に当接するように前記案内管(60)の中に入れ子式に取り付けられる請求項20ないし22の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 少なくとも前記圧力管(62)のフロントエンドの剛性は、前記エネルギー吸収部(61)の剛性よりも高い請求項23に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記圧力管(62)のフロントエンドには、円錐リング(64)が設けられており、当該円錐リング(64)は、前記エネルギー吸収部(61)のストッパ(63)に当接する請求項23又は24に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記案内管(60)の内径は、前記圧力管(62)の外径よりも大きく、前記圧力管(62)における前記案内管(60)に対向する部分を、前記案内管(60)の中に入れ子式に取り付けることができる請求項23ないし25の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記案内管(60)と、前記エネルギー吸収部(61)とは、繊維強化プラスチックにより一体に形成されている請求項26に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 繊維強化プラスチックからなる前記エネルギー吸収部(61)は、前記案内管(60)の内側に設けられており、前記圧力管(62)のフロントエンドが当該圧力管(62)とは反対の方向を向いている前記エネルギー吸収部(61)のフロントエンドに当接する請求項26に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 少なくとも1つのガイド面が、前記圧力管(62)の前記案内管(60)に対する相対移動を案内するように設けられている請求項18ないし28の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記案内管(60)は、完全に繊維強化プラスチックから形成されている請求項18ないし29の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記圧力管(62)は、好ましくは繊維強化プラスチックから形成されている請求項18ないし30の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記エネルギー吸収部材(22,22’;23)の反応挙動及び/又は当該エネルギー吸収部材(22,22’;23)により吸収される全衝撃エネルギー量は、前記エネルギー吸収部材の壁厚及び/又は鋼性並びにストッパ(63)の構造上の設計の選択により予め定めることができる請求項18ないし31の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなるアンダーライドガード又はレールガード(24)が、前記アンダーキャリッジ構造体(16)の下側に搭載されており、前記アンダーライドガード又はレールガード(24)に伝搬された衝撃力が臨界値を超えると、衝撃力の伝達中に生じた衝撃エネルギーの少なくとも一部を、制御された変形によって吸収するように設計される請求項16ないし32の何れか1項に記載の車両フロントエンド又はモジュール。
- 繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなるアンダーライドガード又はレールガード(24)が、少なくとも1つのガイドレール(17)を介して前記アンダーキャリッジ構造体(16)の下側に搭載されており、前記アンダーライドガード又はレールガード(24)に伝搬された衝撃力が臨界値を超えると、前記アンダーライドガード又はレールガード(24)は、前記アンダーキャリッジ構造体(16)に対し車両の長手方向に相対変位し、
さらに繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料からなるエネルギー吸収部材(25,25’、26)を備え、当該エネルギー吸収部材(25,25’ ,26)は、前記アンダーライドガード又はレールガード(24)が前記アンダーキャリッジ構造体(16)に対し相対変位すると、前記エネルギー吸収部材(25,25’,26)の繊維複合材又は繊維複合材サンドイッチ材料の少なくとも一部の非延性破壊によって、衝撃力の伝達中に生じ、前記アンダーライドガード又はレールガード(24)に伝搬された衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収するように設計される請求項16ないし32の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記第1の構造部材(10,10’,11,12,12’,14,15,16)は、好ましくは材料嵌合によって、特に接着剤を用いて、相互に接続されている請求項1ないし34の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。
- 前記車両フロントエンド構造(100)の自己支持型フロントエンド構造に少なくとも一部が接続される風除け部材をさらに備え、
前記風除け部材は、少なくとも1つの内側透明表面部材と少なくとも1つの外側透明表面部材とを備え、当該少なくとも1つの内側透明表面部材と少なくとも1つの外側透明表面部材とは、隙間を形成するように離間して設けられており、
前記隙間には、透明なエネルギー吸収部材、特に透明なエネルギー吸収発泡部材が設けられており、かつ/又は前記隙間における前記少なくとも1つの内側透明表面部材と少なくとも1つの外側透明表面部材のエッジ部分に前記透明なエネルギー吸収部材、特に透明なエネルギー吸収発泡部材よりも透明度が低い透明なエネルギー吸収部材、特に透明なエネルギー吸収発泡部材が設けられている請求項1ないし35の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュール。 - 前記少なくとも1つの内側透明表面部材および/又は少なくとも1つの外側透明表面部材は、それぞれ隙間を形成するように離間して設けられた複数の透明表面部材からなり、
1つの接続部材、特に透明なエネルギー吸収発泡部材が、前記複数の隙間の各隙間における少なくとも1つのエッジ部分に設けられている請求項36に記載の車両フロントエンドモジュール。 - レール走行車両、特に鉄道車両における請求項1ないし37の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュールの使用。
- 請求項1ないし37の何れか1項に記載の車両フロントエンドモジュールを備えたレール走行車両、特に鉄道車両。
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