KR101380059B1 - 철도 차량용 에너지 흡수 수단을 구비하는 운전자 데스크 - Google Patents
철도 차량용 에너지 흡수 수단을 구비하는 운전자 데스크 Download PDFInfo
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Abstract
철도 차량용 운전자 데스크 조립체로서, 운전자 시트(12) 및 상기 운전자 시트(12)의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체(14)를 포함하고, 상기 데스크 조립체(14)는 상기 운전자가 상기 운전자 시트(12)에 착석시 운전자 무릎과 마주하도록 위치하는 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치(38) 및 운전자 상체와 마주하도록 위치하는 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치(28)를 구비한다. 상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치(28, 38) 중 하나 이상은 운전자가 상기 운전자 시트 착석시 운전자를 향하도록 돌출하는 하나 이상의 가동 접촉 영역(32, 44) 및 상기 가동 접촉 영역과 상기 운전자 데스크 조립체의 강성 지지부 사이에 위치하는 하나 이상의 영구적 변형 에너지 흡수 영역(34, 46)을 구비한다.
Description
본 발명은 특히 고속 차량과 같은 철도 차량용 운전자의 데스크에 관한 것으로, 운전자를 보호하기 위한 수단과 급작스런 감속 또는 충돌시 부상의 위험을 줄이는 수단을 구비한 것이다.
철도 차량용의 패드가 장착된 운전자의 데스크는 유럽특허출원공개 2 070 801A에 개시되어 있다. 운전자의 데스크는 다리 영역과 상기 다리 영역으로부터 상부로 돌출하는 콘솔 보드를 포함한다. 상기 다리 영역은 덩어리 구조가 존재하지 않는 소성의 변형 가능한 재료로 만들어지고, 다리 쿠션으로 피복된다. 유사하게, 운전자의 복부와 마주하는 상기 콘솔 보드는 덩어리 구조가 존재하지 않는 소성의 변형 가능한 재료로 만들어지고, 복부 쿠션으로 피복된다. 또한, 상기 콘솔은 머리 쿠션으로 피복된 머리 영역을 포함한다. 상기 쿠션들은 바람직하게 공기 구멍을 구비한 실리콘 또는 고무 재료로 만들어진다. 상기 운전자의 데스크의 소성의 변형 가능한 영역과 패드 부분이 운전자의 부상을 줄일 수 있지만, 충격시 운전자의 신체 움직임을 제어할 수 있는 특별한 예방책이 존재하지 않는다. 특히, 잠재적으로는 머리 쿠션과 머리가 충격되는 결과를 낳는 신체의 회전 움직임은 보호되지 않는다.
철도 차량용 운전자의 보호 장치가 유럽특허출원 EP 2 165 905호에 기재되어 있다. 상기 장치는 충격을 감지하는 충격 감지 유닛 및 충격시 제어 스탠드의 가동 충격 부분을 대체하는 대체 유닛을 구비한다. 상기 가동 부분 최초 위치에서 최종 위치로 이동되어, 충격 부분이 민감하지 않은 영역, 예를 들어, 최종 위치에서 운전자의 신체 흉부의 반대방향으로 배치된다. 이러한 배치는 신체의 아랫 부분과 충격이 제어되지 않을 경우 운전자 신체의 실제 움직임에 대해서는 고려하고 있지 않다. 특히, 신체의 회전은 보호되지 않는다. 만일, 신체의 상부가 상기 가동 충격 부분에 의해 정지되면서, 신체의 아랫 부분이 상기 제어 스탠드의 하부 쪽으로 돌출된다면 부상의 위험이 존재하고, 그 결과, 신체가 거꾸로 회전하여 움직이게 된다.
따라서, 충돌시 운전자 신체의 움직임을 좀 더 제어할 수 있는 운전자용 데스크가 요구된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 철도 차량용 운전자 데스크 조립체로서, 운전자 시트 및 상기 운전자 시트의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체는 상기 철도 차량을 제어하는 운전자 기계 인터페이스, 상기 운전자가 상기 운전자 시트에 착석시 운전자 무릎과 마주하도록 위치하는 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치 및 운전자 상체와 마주하도록 위치하는 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치를 구비하며, 상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치 중 하나 이상에는 운전자가 상기 운전자 시트 착석시 운전자를 향하도록 돌출하는 하나 이상의 가동 접촉 영역 및 상기 가동 접촉 영역과 상기 운전자 데스크 조립체의 강성 지지부 사이에 위치하는 하나 이상의 영구적 변형 에너지 흡수 영역을 구비한다.
전면 충격시, 상기 에너지 흡수 장치는 운전자의 운동 에너지를 흡수한다. 상기 에너지 흡수 영역은 소성 변형에 의해 에너지를 흡수할 수 있는, 특히, 허니컴 재료 또는 발포 금속 재료 또는 이들 모두를 포함한다.
상기 접촉 영역은 상기 접촉 영역에 운전자의 충격을 상쇄하는 쿠션 또는 보강부로 피복된 강성 부재를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 접촉 영역은 충돌시 바람직하게 영구적인 변형은 발생되지 않아야 한다.
전면 충돌시 운전자 데스크에 대한 신체의 최초 움직임이 운전자 데스크의 감속 방향의 대하여 종방향 수평축에 실질적으로 평행도록 데스크를 향해 이동되는 경우, 상기 가동 접촉 영역은 바람직하게 이러한 전면 방향에 평행한 일반적인 방향으로 바람직하게 이동할 수 있다. 영구적 변형이 가능한 에너지 흡수 영역이 찌그러진 경우, 상기 강성 지지부에 대하여 직선 또는 곡선 경로를 따라 하나 이상의 에너지 흡수 장치의 가동 접촉 영역을 가이드할 수 있는 가이드 수단을 구비할수 있다. 따라서, 충격시 상기 접촉 영역의 움직이 제어되고, 이는 상기 운전자 신체의 움직임이 충격시 좀 더 제어될 수 있음을 의미한다.
바람직하게, 상기 에너지 흡수 장치 모두는 개별적으로 상기 데스크 조립체의 강성 지지부에 장착되고, 따라서, 이들을 쉽고 개별적으로 교체되거나 필요에 따라 조정될 수 있다.
본 출원의 목적에 있어서, 운전자 신체에 대한 참고는 운전자 신체의 50% 남성 하이브리드 Ⅲ 인형 모델링을 참고할 수 있으며, 바람직하게, 50% 남성 하이브리드 Ⅲ 인형, 95% 남성 하이브리드 Ⅲ 인형 및 5% 여성 하이브리드 Ⅲ 인형 중에서 선택된 인형 모델링이 참고될 수 있다.
상기 에너지 흡수 장치 각각의 강성과 스트로크는 충돌 테스트의 결과 또는 예를 들어, 유한 요소법과 결합된 MADYMO® 인형 모델로 실행된 생체 공학의 최적화 계산 또는 이들 모두를 통해 결정될 수 있다.
좀 더 특별하게, 각각의 에너지 흡수 장치는 주어진 조건에서 특정 힘 대 스트로크 다이어그램에 의해 특정될 수 있는 거동을 갖는다. 전면 감속도 펄스의 결과에 따라, 운전자가 상기 데스크를 향해 움직이게 된다. 상기 시스템의 목적은 부상의 수준을 줄일 수 있도록 운동 에너지를 제어하여 운전자를 멈추게 하는 것이다. 충격의 마지막에는, 상기 에너지 흡수 장치는 상기 운동 에너지를 흡수하도록 소성 변형이 일어나고, 상기 운전자는 멈춰져서 착석 위치로 되돌아간다. 운전자의 흉부와 복부가 상기 상부 에너지 흡수 장치를 타격하는 경우, 힘의 수준에 따라, 상부 에너지 흡수 장치가 수평축을 따라 소성 변형을 일으킨다. 유사하게 운전자의 무릎은 힘의 수준에 따라 수평축을 따라 소성 변형을 일으키는 하부 에너지 흡수 장치를 타격한다.
바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 하부 및 상부 에너지 흡수 장치는 100ms 동안 5g의 감속도 펄스를 발생하는 전면 충돌에 따라 상기 운전자 시트의 외부로 밀려 상기 데스크 서브 조립체와 충돌하는 운전자의 다리 부분(42)과 상체 부분(30)의 운동 에너지를 흡수하여, 운전자 또는 운전자 인형의 신체가 굽혀져 운전자 또는 운전자 인형의 신체 머리 부분이 상기 데스크 서브 조립체를 향하는 움직임이 감소되도록 상기 두 개의 개별 에너지 흡수 영역이 변형된다.
바람직하게, 각각의 에너지 흡수 장치는 운전자 또는 운전자 인형 신체의 골반에 대하여 상체 부분의 회전을 제한할 수 있는 분산 변형 특성을 갖고, 전면 충돌시 머리 부분 충격 기준이 50미만이 된다. 이는 각각의 에너지 흡수 장치의 각 강성과 스트로크가 서로 일치되어야함을 의미한다.
바람직하게, 상기 각각의 에너지 흡수 장치는 전면 충돌시 운전자 또는 운전자 인형 신체의 이동만이 가능한 분산 변형 특성과 위치를 갖는다. 상부 및 하부 에너지 흡수 장치 각각의 스트로크(stroke)와 강성은 앞으로 또는 뒤로 향하는 운전자 또는 운전자 인형 신체의 회전이 방지되도록 선택된다.
무릎 보강부와 대퇴골 사이의 거리가 매우 짧은 경우에는, 인형의 상체가 회전하여 머리 부분이 데스크와 충돌하는 것이 관찰된다. 상기 무릎 보강부와 상기 인형의 다리 사이의 길이가 매우 긴 경우에는, 무릎과 대퇴골의 움직임이 제한되지 않고, 상기 데스크에 대한 흉부의 충격 속도가 현저하게 감소되지 않는다. 바람직하게, 하부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역은 운전자 또는 운전자 인형 착석시 무릎으로부터 이격되어 위치하며, 이는 운전자 또는 운전자 인형 복부와 상부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역 사이 거리의 85% 내지 115%가 된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 하부 및 상부 에너지 흡수 장치에서 접촉이 거의 동시에 이루어지고, 다리에 대한 상체의 회전을 제한하고 머리가 운전자 데스크와 충돌하는 것을 방지하도록 상체와 다리의 순차적인 감속이 제어될 수 있다.
테스트를 위한 운전자 인형 신체의 착석 위치는 바람직하게 UIC 651 기준을 만족하여야 한다. 만일 차량이 데드맨 방식의 발판 스위치 또는 민감성 발판 페달을 구비하는 경우, 운전자 인형의 위치는 바람직하게 상기 스위치 또는 페달에 발이 올려지도록 해야한다. 운전자 시트와 하부 에너지 흡수 장치 사이의 거리는 바람직하게 300mm 내지 600mm로 설정되어야 한다. 이러한 값의 범위는 운전자 다리 공간에서 발판 스위치를 방해하지 않도록 해야하며, 추천 규격을 만족하도록 선택된다. 상기 하부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역과 상기 시트 사이의 거리가 390mm인 것이 최적인 것으로 조사되었다. 운전자 또는 운전자 인형의 눈의 위치는 운전자 모자의 바람막이를 통해 시야적으로 최적의 영역에 위치되어야 하는 것은 당연하다.
바람직하게, 상기 상부 에너지 흡수 영역은 복부 변형과 흉부 변형을 제한하도록 강성을 갖고, 운전자 인형 모델로 전면 충돌시 측정값이 63mm 미만, 바람직하게 50mm 미만이 된다. 이는 상기 상부 에너지 흡수 장치의 강성을 제한하는 상한치로 규정된다.
데스크와 시트의 구성의 설정 조건에 따라, 상기 상부 에너지 흡수 장치는 운전자 시트 착석시 바람직하게 운전자 흉부 전면의 높이 또는 운전자 복부 전면의 높이에 위치된다.
바람직하게, 운전자 인형 신체에서 측정되는 대퇴골 축력이 8kN 미만으로 제한하도록 상기 하부 에너지 흡수 장치는 위치하고, 강성을 갖는다. 바람직하게, 상기 하부 에너지 흡수 장치는 운전자 시트 착석시 운전자 무릎 또는 다리 또는 이들 모두의 전면의 높이 위치된다. 상기 하부 에너지 흡수 장치는 두 개의 개별 무릎 보강부를 포함할 수 있다. 상기 하부 에너지 흡수 장치는 바람직하게 다양한 운전자의 크기를 고려하여 높이와 길이가 조절될 수 있다.
각각의 에너지 흡수 장치는 정해진 한계값을 초과하여 힘이나 압력이 가해지는 경우에만 충격시 파괘될 수 있도록 구성된다. 상기 에너지 흡수 장치는 통상의 작동 조건에서도 발생할 수 있는 작은 충격에 영구적인 변형이 발생하지 않도록 견뎌야한다. 또한, 상기 한계값은 의도하지 않은 변형을 피할 수 있으면서 상기 인형 신체의 대응 부분에 대한 허용 한계값 미만이어야 하고, 예를 들어, 허용 한계값의 50% 내지 80%의 수준이다. 특히, 인형 신체에서 측정된 허용 대퇴부 축력의 한계가 8kN으로 설정된 경우, 상기 하부 에너지 흡수 장치의 에너지 흡수 영역은 8kN 미만에서 영구 변형이 발생하여야하고, 상기 대퇴부 축력이 4kN에 도달하자자 마자 바람직하게 4kN 내지 6.4kN 사이의 영구 변형이 발생하여야 한다.
유사하게, 만일 인형 상체에서 측정된 허용 압력의 한계가 3kN으로 설정된 경우, 바람직하게 상기 상부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역을 타격하는 운전자 또는 운전자 인형의 상체에서 측정된 축력이 한계값인 1kN 내지 2.4kN에 이르는 때에, 상기 에너지 흡수 장치는 3kN 미만에서 변형되기 시작하여야 한다. 상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치의 한계값은 에너지 흡수 영역의 기계적 특성 또는 상기 접촉 영역과 데스크 서브 조립체의 비변형 부분 사이의 특정 비율로 깨질 수 있는 부착 수단에 의해 규정된다.
바람직한 실시 형태에 따르면, 운전자 데스크 조립체는 충돌 감지기를 구비하고, 충돌시 상기 시트가 상기 데스크 서브 조립체를 향해 상기 시트를 이동시키는 액츄에이터 및 가이드 수단을 구비한다. 상기 시트의 움직임은 상기 신체의 이동 움직임을 지지하고, 운전자가 뒤로 또는 아래로 떨어지는 것을 방지한다. 상기 충돌 감지기는 상체 높이에서 상기 상부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역을 올릴 수 있도록 하는 유럽특허출원 EP 2 165 905호에 개시된 메커니즘과 연계될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 철도 차량용 운전자 데스크 조립체로서, 운전자 시트 및 상기 운전자 시트의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체는 상기 철도 차량을 제어하는 운전자 기계 인터페이스, 상기 운전자가 상기 운전자 시트에 착석시 운전자 다리와 마주하도록 위치하는 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치 및 운전자 복부 또는 상체와 마주하도록 위치하는 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치를 구히하며, 상기 운전자 데스크 조립체는 충돌 감지기를 구비하고, 상기 운전자 시트는 충돌시 상기 데스크 서브 조립체를 향해 상기 시트를 가이드하기 위한 가이드 수단 및 액츄에이터를 구비한다. 상기 시트의 움직임은 상기 신체의 이동 움직임을 지지하고, 운전자가 뒤로 또는 아래로 떨어지는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 철도 차량용 운전자 데스크 조립체로서, 운전자 시트 및 상기 운전자 시트의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체는 상기 철도 차량을 제어하는 운전자 기계 인터페이스 및 두 개 이상의 개별 에너지 흡수 장치를 구비하고, 상기 에너지 흡수 장치는 100ms 동안 5g의 감속도 펄스를 발생하는 전면 충돌시 운전자의 다리 부분과 상체 부분의 운동 에너지를 흡수하도록 각각의 다른 높이에 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치와 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 철도 차량에서 운전자를 보호하기 위한 방법으로서, 상기 철도 차량은 운전자 시트 및 상기 운전자 시트의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체는 상기 철도 차량을 수동으로 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 방법은 두 개 이상의 개별 에너지 흡수 장치를 상기 데스크 서브 조립체에 제공하는 단계를 포함하며, 상기 에너지 흡수 장치는 100ms 동안 5g의 감속도 펄스를 발생하는 전면 충돌시 운전자의 다리 부분과 상체 부분의 운동 에너지를 흡수하도록 각각의 다른 높이에 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치와 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 철도 차량용 운전자 데스크 조립체를 구성하기 위한 방법으로서, 상기 운전자 데스크는 운전자 시트 및 상기 운전자 시트의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체는 상기 철도 차량을 수동으로 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 방법은 두 개 이상의 개별 에너지 흡수 장치를 상기 데스크 서브 조립체에 제공하는 단계를 포함하며, 상기 에너지 흡수 장치는 100ms 동안 5g의 감속도 펄스를 발생하는 전면 충돌시 운전자 인형 신체의 다리 부분과 상체 부분의 운동 에너지를 흡수하도록 각각의 다른 높이에 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치와 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치를 포함하고, 상기 데스크 서브 조립체를 타격하는 인형 신체의 머리 영역이 없이 운전자 시트에 착석하는 운전자 인형은 운전자 신체의 50% 남성 하이브리드 Ⅲ 인형, 95% 남성 하이브리드 Ⅲ 인형 및 5% 여성 하이브리드 Ⅲ 인형 중에서 선택된다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 예시적인 실시 형태를 순수하게 예시로서 설명할 것이며, 이는 특허청구범위의 발명의 사상을 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램으로서, 에너지 흡수 장치가 해제되기 전 전면 충돌시를 나타낸다.
도 3은 도 1의 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램으로서, 에너지 흡수 장치가 소성의 변형이 발생한 후를 나타낸다.
동일한 부재 번호는 각 도면에서 동일하거나 대응되는 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램으로서, 에너지 흡수 장치가 해제되기 전 전면 충돌시를 나타낸다.
도 3은 도 1의 운전자 데스크 조립체의 개략적인 다이어그램으로서, 에너지 흡수 장치가 소성의 변형이 발생한 후를 나타낸다.
동일한 부재 번호는 각 도면에서 동일하거나 대응되는 부재를 나타낸다.
도 1에 있어서, 철도 차량 운전자 객실용의 운전자 데스크 조립체(10)는 운전자 시트(12) 및 차량의 종방향(16)으로 상기 시트(12) 전면에 위치하는 운전자 데스크 서브조립체(14)를 포함한다. 선택적으로, 데스크 서브조립체(14)와 운전자 시트(12)는 차량에 미리 조립되거나 장착될 수 있는 모듈식의 서브 유닛을 이루도록공통의 베이스 플레이트(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 상기 운전자 데스크 서브조립체(14)는 하부 구조(18)및 제어 스크린과 주 제어부(22)를 구비한 콘솔(20)을 구비하고 있다. 운전자(또는 인형)의 신체(24)가 도 1에 도시되어 있다. 운전자의 발은 발판 또는 데드맨(deadman) 방식의 페달(26)에 놓여져 있다.
상부 에너지 흡수 장치(28)은 콘솔(20)과 결합하여 착석 위치에서 운전자(24)의 상체(30)를 향하도록 돌출된다. 상기 상부 에너지 흡수 장치(28)는 착석 위치에서 운전자(24)의 상기 상체(30)(이 경우, 좀 더 자세하게는 복부)를 바로 향하는 접촉 영역(32)과 상기 접촉 영역(32)과 상기 콘솔(20)의 비변형 영역(36) 사이에 위치하는 에너지 흡수 영역(34)를 포함한다.
운전자 데스크 조립체(10)의 하부 구조(18)는 하부 에너지 흡수 장치(38)를 구비하고, 이는 운전자(24)의 무릎(40)과 다리(42)를 향해 돌출된다. 상기 하부 에너지 흡수 장치(38)는 운전자의 무릎(40)과 다리(42)에 대면하는 접촉 영역(44)과 상기 하부 구조(18)의 접촉 영역(42)과 비변형 영역(48) 사이에 위치하는 에너지 흡수 영역(46)을 포함한다.
상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치(28, 38)의 상기 에너지 흡수 영역(34, 36)은 허니컴 구조 또는 발포 금속과 같은 영구적으로 변형될 수 있는 재료를 포함한다. 각 접촉 영역(32, 34)는 운전자(24)와 대면하는 푹신한 쿠션으로 피복된 비변형 부재로 이루어진다. 상기 비변형 부재는 상기 접촉 영역(32, 34)의 이동 경로와 이에 대응하는 에너지 흡수 영역(34, 46)의 변형을 제어할 수 있는 한 쌍의 가이드 레일(도시되지 않음) 상에 지지될 수 있다.
각 에너지 흡수 영역(34, 44)은 소성의 변형 한계치를 가져, 이는 상기 접촉 영역에 소량의 충격이 상기 에너지 흡수 영역(34, 46)의 영구적인 변형을 일으키지 않는 것을 보장한다. 또는, 상기 접촉 영역(32, 44) 중 하나 이상은 예정된 한계력에 도달하는 경우 파괴될 수 있는 소정의 한계점을 갖는 기계적 연결 수단을 통해 각각 하부 구조(18) 및 콘솔(20)에 결합될 수 있으며, 이를 통해, 상기 접촉 영역(32, 44)의 다음 움직임과 상기 에너지 흡수 영역(34, 46)의 소성 변형을 가능하게 한다.
전면 충돌이 발생한 경우, 상기 운전자의 신체(24)는 종방향(16)과 평행한 데스크 조립체(10)를 향해 이동된다. 제 1 이동 단계(도 2)에 있어서, 복부(30)와 무릎(40)은 에너지 흡수 영역(34, 46)이 실질적으로 변형되지 않고 데스크 조립체(10)의 대응 접촉 영역(32, 44)과 접촉하게 된다. 이러한 제 1 단계 이후, 충격 에너지에 따라, 소성 변형 한계점 또는 한계력에 도달되고, 상기 에너지 흡수 영역(34, 46)은 운전자 신체의 운동 에너지를 분산시키고 운전자 신체를 감속시키기 위해 함께 변형되기 시작하며(도 3), 상기 접촉 영역(32, 44)은 변형되지 않고 상기 방향(16)과 실질적으로 평행하게 이동된다.
각 에너지 흡수 영역(34, 36)의 강성과 스트로크(stroke)는 상기 콘솔을 향하는 상체의 회전을 제한하고, 머리의 충격을 피하며, 흉부와 복부의 변형을 줄이기 위해 각각 63mm 및 40mm 미만, 바람직하게 50mm 및 35mm 미만, 대퇴골의 축력을 8kN 이하로 제한할 수 있으며, 이를 통해, 운전자 신체(24)는 상기 콘솔 하부로 미끄러지는 것이 방지된다.
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하기 위한 것으로, 운전자 데스크 조립체(10)의 다양한 다른 변형도 고려될 수 있고, 이는 첨부되는 특허청구범위의 기술적 사상에 포함된다. 특히, 상기 하부 에너지 흡수 장치(38)는 상기 콘솔(20) 자체와 구조적으로 개별적인 운전자 데스크 조립체의 하부 구조에 결합될 수 있다. 상기 에너지 흡수 장치(38)는, 예를 들어, 각 무릎 또는 다리 부분의 한 쪽 용으로서 하나 이상의 접촉 영역을 포함할 수 있으며, 이는 공통의 에너지 흡수 영역 또는 두 개의 개별 에너지 흡수 영역에 부착될 수 있다. 상기 에너지 흡수 장치는 종방향 또는 수직 방향 또는 이들 모두의 방향에서 상기 시트에 대하여 조절될 수 있다. 주 제어부(22)는 운전자 전면에 위치하는 스위치 및 다양한 디스플레이를 포함할 수 있고, 운전자 전면에 어떠한 레버가 돌출되지 않도록 바람직하게 수평하게 배치되는 제어 레버를 포함할 수 있다.
Claims (17)
- 철도 차량용 운전자 데스크 조립체로서,
운전자 시트(12) 및 상기 운전자 시트(12)의 전면에 위치하는 데스크 서브 조립체(14)를 포함하고,
상기 데스크 서브 조립체(14)는 상기 철도 차량을 제어하는 운전자 기계 인터페이스(22), 상기 운전자가 상기 운전자 시트(12)에 착석시 운전자 무릎과 마주하도록 위치하는 하나 이상의 하부 에너지 흡수 장치(38) 및 운전자 상체와 마주하도록 위치하는 하나 이상의 상부 에너지 흡수 장치(28)를 구비하며,
상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치(28, 38) 중 하나 이상은 운전자가 상기 운전자 시트 착석시 운전자를 향하도록 돌출하는 하나 이상의 가동 접촉 영역(32, 44) 및 상기 가동 접촉 영역과 상기 운전자 데스크 조립체의 강성 지지부 사이에 위치하는 하나 이상의 영구적 변형 에너지 흡수 영역(34, 46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 에너지 흡수 영역(34, 46)은 소성 변형에 의해 에너지를 흡수할 수 있는 허니컴 재료 또는 발포 금속 재료 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가동 접촉 영역(32, 44) 각각은 운전자 신체를 향하는 보강부로 피복된 강성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 강성 지지부에 대하여 직선 또는 곡선 경로를 따라 상기 가동 접촉 영역(32, 44)을 가이드할 수 있는 가이드 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 및 하부 에너지 흡수 장치는 개별적으로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하부 및 상부 에너지 흡수 장치(28, 38)는 100ms 동안 5g의 감속도 펄스를 발생하는 전면 충돌에 따라 상기 운전자 시트(12)의 외부로 밀려 상기 데스크 서브 조립체와 충돌하는 운전자의 다리 부분(42)과 상체 부분(30)의 운동 에너지를 흡수하고,
상기 운전자 신체가 굽혀져 운전자 신체의 머리 부분이 상기 데스크 서브 조립체(14)로 향하는 움직임이 감소되도록 상기 두 개의 개별 에너지 흡수 영역이 변형되는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 두 개의 에너지 흡수 장치(28, 38)는 운전자 신체의 골반에 대하여 상체 부분(30)의 회전을 제한할 수 있는 분산 변형 특성을 갖고, 전면 충돌시 머리 부분 충격 기준이 50미만인 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 두 개의 에너지 흡수 장치(28, 38)의 에너지 흡수 영역(34, 36)은 충돌시 운전자 신체의 이동만이 가능한 분산 변형 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 에너지 흡수 영역(34)은 운전자 인형 모델로 전면 충돌시 측정값으로 40mm미만의 복부 변형과 63mm 미만의 흉부 변형을 제한하는 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 에너지 흡수 장치(28)는 운전자 시트 착석시 운전자 흉부(30) 또는 복부 또는 이들 모두의 전면 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 운전자 인형 모델 측정시 대퇴골 축력을 8kN 미만으로 제한하도록 상기 하부 에너지 흡수 장치가 위치하고, 상기 에너지 흡수 영역(46)이 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하부 에너지 흡수 장치는 높이와 길이가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
운전자 인형 모델 측정시 흉부에서 측정된 축력과 상기 상부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역에 대한 충격이 1kN에 이르렀을 때, 상기 상부 에너지 흡수 장치(32)의 상기 에너지 흡수 영역(34)이 변형되기 시작하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 운전자 인형 모델 측정시 무릎에서 측정된 축력과 상기 하부 에너지 흡수 장치의 접촉 영역(44)에 대한 충격이 4kN에 이르렀을 때, 상기 하부 에너지 흡수 장치의 에너지 흡수 영역(46)이 변형되기 시작하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 운전자 데스크 조립체는 충돌 감지기를 구비하고, 상기 시트는 충돌시 상기 데스크 서브 조립체를 향해 상기 시트를 이동시키는 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 7 항에 있어서,
상기 분산 변형 특성은 소성 변형 특성인 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체. - 제 9 항에 있어서,
상기 상부 에너지 흡수 영역(34)은 운전자 인형 모델로 전면 충돌시 측정값으로 35mm미만의 복부 변형과 50mm 미만의 흉부 변형을 제한하는 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 운전자 데스크 조립체.
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