JP7078800B2

JP7078800B2 - 持上げ装置

Info

Publication number: JP7078800B2
Application number: JP2021510890A
Authority: JP
Inventors: シェパードリチャード
Original assignee: Siemens Mobility Inc
Current assignee: Siemens Mobility Inc
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: CN112639241B; EP3818229C0; EP3818229A1; US11761251B2; US20210301575A1; JP2021535972A; CA3111196A1; EP3818229B1; CA3111196C; WO2020046315A1; CN112639241A

Description

背景技術
１．分野
本開示の態様は、カバーまたはフード、特に車両のカバーまたはフードを持ち上げるための持上げ装置に関する。本明細書で用いられるような車両は、電動または非電動車両を含み、例えば鉄道車両、自動車、船舶または航空機であり得る。

２．関連技術の説明
持上げ機器または持上げ器具は、荷重を持ち上げるための機器である。一例が、例えば自動車または鉄道車両等の車両のカバーまたはフードを持ち上げるために利用される持上げ器具である。周知の持上げ装置は、例えば液圧式の電動アクチュエータ支援リンク機構を有している。このような液圧式の持上げ装置には、複雑な機構および作動液が含まれており、作動液は、漏れた場合の扱いが難しいことがある。よって、より簡単であるが、より高い荷重を持ち上げる装置が必要とされ得る。

概要
本開示の第１の態様が提供する持上げ装置は、第１の接続部材、第２の接続部材および接続リンクを有し、第１および第２の接続部材は第１の端部において第１の固定コンポーネントに旋回式に取り付けられるように構成された接続アセンブリ、および接続リンクを介して第１および第２の接続部材に連結された空圧支援部材を有しており、接続アセンブリおよび空圧支援部材は、持上げ動作を行うように構成されており、持上げ動作が行われると、第１および第２の接続部材は第１の位置から第２の位置へ変位し、空圧支援部材は伸長位置から圧縮位置へ変位するようになっている。

本開示の第２の態様が提供する車両は、本明細書で説明するような持上げ装置を有している。

本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置の第１の斜視図である。本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置の第２の斜視図である。本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置の第３の斜視図である。本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置の第４の斜視図である。本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置の経時的な持上げ力を含む線図である。

詳細な説明
本開示の実施形態、原理および特徴の理解を容易にするために、以下にこれらを、例示的な実施形態の実施を参照して説明する。特にこれらは、例えば車両用のカバーまたはフードを持ち上げるための持上げ装置であるということに関連して説明される。ただし本開示の実施形態は、説明するシステムまたは方法における使用に限定されるものではない。

様々な実施形態を構成するものとして以下に説明するコンポーネントおよび材料は、例示的であって限定的ではないということを意図したものである。本明細書で説明する材料と同じまたは類似の機能を果たすと考えられる多くの適切なコンポーネントおよび材料は、本開示の実施形態の範囲内に含まれる、ということが意図されている。

図１には、本開示の例示的な実施形態による持上げ装置１００の第１の斜視図が示されている。

持上げ装置１００は、接続アセンブリ１１０を有している。接続アセンブリ１１０は、第１の接続部材１２０、第２の接続部材１３０および接続リンク１４０を有している。第１および第２の接続部材１２０，１３０は、互いに実質的に平行に配置されているが、厳密には互いに平行でないこともあり得る。第１および第２の接続部材１２０，１３０は、第１の端部１２２，１３２において、例えば車両のコンポーネントであってよい第１の固定コンポーネント２００に、例えばボルトまたはねじ１２４，１３４により旋回式に取り付けられるように構成されている。接続部材１２０，１３０は、第１の端部１２２，１３２とは反対の側の第２の端部１２６，１３６に、持ち上げようとするコンポーネント２２０（例えば図２参照）に連結するための連結部材１７０を有している。持ち上げようとするコンポーネント２２０には、車両のカバーまたはフード、例えば鉄道車両、例えば機関車または列車のフードが含まれていてよい。

接続リンク１４０は、両接続部材１２０，１３０に結合されており、接続部材１２０，１３０に対して実質的に垂直である。接続リンク１４０は、ボルトまたはねじ１４２，１４４により接続部材１２０，１３０に結合され得、接続部材１２０，１３０の長さに対して実質的に中央に配置されている。

持上げ装置１００はさらに、接続アセンブリ１１０に、具体的には接続リンク１４０を介して第１および第２の接続部材１２０，１３０に連結された空圧支援部材１５０を有している。接続アセンブリ１１０および空圧支援部材１５０は、図１に矢印で示す持上げ動作を行うように構成されている。持上げ動作を行う場合には、第１および第２の接続部材１２０，１３０は第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に変位し、空圧支援部材１５０は伸長位置ＥＰから圧縮位置ＣＰに変位する（図２～図４も参照）。反対に、コンポーネント２２０、例えばフードまたはカバーが下げられるまたは閉じられる場合には、第１および第２の接続部材１２０，１３０は第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１に変位し、空圧支援部材１５０は圧縮位置ＣＰから伸長位置ＥＰに変位する。

持上げ装置１００は、持上げ能力を高めかつ液圧式の電動持上げ手段の必要を無くすために、空圧支援部材１５０を有するリンク機構「ブースタ」を利用する。空圧支援部材１５０は、より高い荷重の持上げを達成するために接続アセンブリ１１０に連結されている。具体的には、接続リンク１４０が接続アセンブリ１１０と空圧支援部材１５０との間に接続をもたらし、持上げ動作を行うときに、空圧支援部材１５０の力を接続アセンブリ１１０に伝達するようになっている。

本開示の１つの例示的な実施形態では、空圧支援部材１５０は、ガスばね１５２を有している。ガスばねは、圧縮ガスを用いたエネルギ蓄え部材である。例えば、圧縮可能な減衰（動作制御）媒体を提供するためには窒素ガスおよび油が利用され得る。ガスばねは、圧縮された窒素ガスおよび油を含むシールされたシリンダ内で動くピストンに取り付けられた精密ロッドを有している。力は、ロッドの断面に作用する内圧と外圧との圧力差に等しい。当業者であればガスばねのコンポーネントおよび機能を熟知しているため、本明細書でガスばねをさらに詳しくは説明しないことに留意されたい。

本開示の別の例示的な実施形態では、空圧支援部材１５０は、互いに平行に配置された第１および第２のガスばね１５２，１５４を有している。複数のガスばねを利用することにより、持上げ装置１００の持上げ能力をさらに高めることができる。

さらに、図１に示した実施形態のように、接続リンク１４０は、ガスばね１５２，１５４の最大（伸長）長さを利用することができるように構成されている。よって、接続リンク１４０は第１の接続部材１２０を越えて、ガスばね１５２，１５４の長さに対応するように延在している。ガスばね１５２，１５４は一方の端部１５６において接続リンク１４０に連結されており、ガスばね１５２，１５４の反対側の端部１５８は、接続部材１２０，１３０が連結されるコンポーネントと同じコンポーネント２００または異なるコンポーネントであってよい固定コンポーネントに連結されている。

持上げ装置１００はさらに、ラッチ１６０を有しており、異なる位置における確実な接続をもたらすために、ラッチ１６０には第１の接続部材１２０または第２の接続部材１３０のいずれかが係合可能である。各接続部材１２０，１３０は、接続部材１２０，１３０の位置Ｐ１，Ｐ２に応じてラッチ１６０に係合可能なラッチピン１６２，１６４を有している（図２～図４も参照）。

図２、図３および図４には、本開示の例示的な実施形態による持上げ装置１００の複数の斜視図が示されている。図２には、第１の位置Ｐ１および伸長位置ＥＰにある持上げ装置１００の第２の斜視図が、車両３００の一部と組み合わされて示されている。

車両３００は、例えば鉄道車両、乗用車、長距離バスおよびバスを含む自動車、船舶、航空機、宇宙船等といった、電動または非電動車両であってよい。本明細書に開示する実施形態は、第一に例えば路面電車、ライトレール車両、（空港）自動シャトル、地下鉄、通勤列車、電車、気動車および高速列車等といった鉄道車両に関連して説明される。持上げ装置１００は、車両３００のカバーまたはフード２２０を持ち上げるために取り付けられている。例えば、カバーまたはフード２２０は、列車の連結器カバーであってよい。連結器（またはカップリング）は列車の車両を接続するための機構である。

第１の位置Ｐ１は、車両３００のカバーまたはフード２２０が閉じられているため、閉鎖位置に相当する。さらに、空圧支援部材１５０は伸長位置ＥＰにある。伸長位置ＥＰにある場合、空圧支援部材１５０、例えばガスばね１５２，１５４には予荷重が加えられている。第１の位置Ｐ１／伸長位置ＥＰにおいて、第１の接続部材１２０はラッチ１６０に係合している。具体的には、ラッチピン１６２がラッチ１６０に係合している。よって、カバーまたはフード２２０は確実に閉じられている。

空圧支援部材１５０は、第２の固定コンポーネント２１０、具体的には車両３００のコンポーネント２１０に連結されるように適合されている。接続アセンブリ１１０は、車両３００の第１の固定コンポーネント２００に連結されている。固定コンポーネント２００，２１０は、車両３００の同一コンポーネントまたは異なるコンポーネントであってよい。またコンポーネント２００，２１０は、これらが持上げ装置１００に対して適切でありかつ十分な支持および安定性をもたらす限り、車両３００の多くの異なるコンポーネントであってもよい。

図３には、「中間」位置にある持上げ装置１００の第３の斜視図が、車両３００の一部と組み合わされて示されている。持上げ装置１００、具体的には接続アセンブリ１１０および空圧支援部材１５０は、持上げ動作を行う場合、図１に示したような第１の位置Ｐ１／伸長位置ＥＰから、図４に示すような第２の位置Ｐ２／圧縮位置ＣＰに変位する。持上げ動作中、第１および第２の接続部材１２０，１３０は、固定コンポーネント２００の平行な各軸線を中心として旋回または回動する。平行な各軸線は、例えば接続部材１２０，１３０を固定コンポーネント２００に旋回式に取り付けるために用いられるボルトまたはねじ２０２，２０４の軸線であってよい。さらに、持上げ動作中、空圧支援部材１５０は持上げ動作を向上させるかまたは「あと押し」し、この場合、支援部材１５０の力または動力が接続アセンブリ１１０に伝達され、ひいては接続リンク１４０を介してカバーまたはフード２２０の持上げが向上されかつ改良される。

本開示の１つの例示的な実施形態では、接続アセンブリ１１０の第１および第２の接続部材１２０，１３０は、参照符号１９０を付した主４バーリンク機構を形成している。４バーリンク機構１９０は、各端部に接続部材１２０，１３０が連結されるコンポーネント１７０，２００を含んでいてもよい。ただし、接続部材１２０，１３０は、「中間」コンポーネント１７０，２００無しで（別の）車両コンポーネントに直接に連結されてもよい。さらに、接続リンク１４０は主リンク機構１９０の一部と見なされてもよく、この場合、主リンク機構１９０は主５バーリンク機構と呼ばれてよい。実質的に、接続アセンブリ１１０は第１および第２の接続部材１２０，１３０と接続リンク１４０と共に、主４バーリンク機構１９０を形成している。主４バーリンク機構１９０の形状は、第１および第２の接続部材１２０，１３０が、カバーまたはフード２２０の重量を持ち上げる手段の制御を可能にするように設計されかつ特化されている。具体的には、接続部材１２０，１３０の形状は、支援部材１５０、例えばガスばね１５２，１５４の持上げ特性に適合されており、持上げ特性は漸進的である。さらに接続リンク１４０は、図５に示すような所望の「持上げ力」出力グラフに関して微調整を可能にするように適合され、これを引き受けている。

図４には、第２の位置Ｐ２にある持上げ装置１００の第４の斜視図が、車両３００の一部と組み合わされて示されている。第２の位置Ｐ２は、車両３００のカバーまたはフード２２０が持ち上げられているまたは開かれているため、開放位置に相当する。さらに、例えばガスばね１５２，１５４を有する空圧支援部材１５０は、圧縮位置ＣＰにある。圧縮位置ＣＰにある場合、空圧支援部材１５０、例えばガスばね１５２，１５４は圧縮されている。

支援部材１５０の圧縮位置ＣＰでもある第２の位置Ｐ２では、第２の接続部材１３０がラッチ１６０に係合している。具体的には、ラッチピン１６４がラッチ１６０に係合している。よって、カバーまたはフード２２０は、持ち上げられると固定位置に位置することになる。

接続リンク１４０を備えた接続アセンブリ１１０は、高荷重持上げ能力を得るために並走することができるように、空圧支援部材１５０、具体的にはガスばね１５２，１５４の最大長さを可能にする。さらに、接続アセンブリ１１０および空圧支援部材１５０の設計および配置は、安定した低い開／閉力を得るために必要とされるてこ腕の修正を可能にする。持上げ装置１００は、単一のラッチ１６０を用いた開および閉両方のロック位置を特徴とする。

図５には、本開示の１つの例示的な実施形態による持上げ装置１００の経時的な持上げ力を含む線図が示されている。図５には、持上げ力（ポンド（ｌｂ）、１ｌｂ＝約０．４５キログラム）と組み合わされた、第１の（閉鎖）位置Ｐ１から第２の（開放）位置Ｐ２への変位に関する「持上げ力」出力グラフが示されている。出力グラフが示すように、カバーまたはフード２２０を約３０％（１／３）開くためには大きな力が必要とされる。カバーまたはフード２２０が約１／３だけ開いているとき、カバーまたはフード２２０は、カバー２２０の開／閉動作を実施するために必要とされる力を、極めて漸進的なガスばね１５２，１５４にもかかわらず均等にするために重要な、大幅な後方回動を既に行っている。

Claims

第１の接続部材（１２０）、第２の接続部材（１３０）および接続リンク（１４０）を有し、前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）は第１の端部（１２２，１３２）において第１の固定コンポーネント（２００）に旋回式に取り付けられるように構成された接続アセンブリ（１１０）と、
前記接続リンク（１４０）を介して前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）に連結された空圧支援部材（１５０）と、
前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）の第２の端部（１２４，１３４）に設けられた、持ち上げようとするコンポーネント（２２０）に連結するための連結部材（１７０）と、
を有し、
前記接続アセンブリ（１１０）および前記空圧支援部材（１５０）は、持上げ動作を行うように構成されており、
持上げ動作が行われると、前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）は第１の位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ変位し、前記空圧支援部材（１５０）は伸長位置（ＥＰ）から圧縮位置（ＣＰ）へ変位する、
持上げ装置（１００）。
前記伸長位置（ＥＰ）にあるときに、前記空圧支援部材（１５０）には予荷重が加えられている、請求項１記載の持上げ装置（１００）。
前記空圧支援部材（１５０）は、第２の固定コンポーネント（２１０）に連結されるように適合されている、請求項１または２記載の持上げ装置（１００）。
前記空圧支援部材（１５０）は、ガスばね（１５２）を有している、請求項１、２または３記載の持上げ装置（１００）。
さらに前記連結部材（１７０）に設けられたラッチ（１６０）を有し、前記第１の位置（Ｐ１）にあるときには前記第１の接続部材（１２０）が前記ラッチ（１６０）に係合しており、前記第２の位置（Ｐ２）にあるときには前記第２の接続部材（１３０）が前記ラッチ（１６０）に係合している、請求項１から４までのいずれか１項記載の持上げ装置（１００）。
前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）はそれぞれ、前記ラッチ（１６０）に係合するラッチピン（１６２，１６４）を有している、請求項５記載の持上げ装置（１００）。
前記空圧支援部材（１５０）は、互いに平行に配置された第１のガスばね（１５２）および第２のガスばね（１５４）を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の持上げ装置（１００）。
持上げ動作が行われると、前記第１および第２の接続部材（１２０，１３０）は旋回する、請求項１から７までのいずれか１項記載の持上げ装置（１００）。
前記持ち上げようとするコンポーネント（２２０）には、鉄道車両のフードまたはカバーが含まれる、請求項１から８までのいずれか１項記載の持上げ装置（１００）。
請求項１から９までのいずれか１項記載の持上げ装置（１００）を有する車両（３００）。
当該車両（３００）は鉄道車両である、請求項１０記載の車両（３００）。