KR20030093970A - 충돌 시 철도차량 기관실의 유리 파편 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 철도차량은 유리창(2)과 기관실(1) 내부 사이의 공간에 보호구조체(3)를 포함하고 있으며, 상기 보호구조체(3)는 유리창(2) 쪽으로 개구부(8)를 포함하며, 상기 보호구조체는 상기 개구부(8)를 일부 메울 수 있도록 이동이 가능한 차단 부재(12, 22, 32)를 지지하고 있는 것을 특징으로 하는, 충돌 시 기관실(1)로 파손된 유리창(2)이 유입되는 것을 방지하는 장치.

Description

충돌 시 철도차량 기관실의 유리 파편 차단장치 {Device for blocking glass splinters into a railway cabin of vehicles by the collision}

본 발명은 차량, 특히 철도차량 제작 분야에 관한 것으로 충돌 시 파손된 앞유리가 기관실 안으로 유입되는 것을 방지하는 장치 및 이와 같은 장치를 갖는 차량을 대상으로 한다.

철도차량은 통상 앞유리가 있는 기관실을 포함한다. 이 앞유리는 차량 외관을 형성하는 차량 외표면 상에 고정되어 있으므로 공기역학적 효과를 잘 살린 상태에서 앞유리와 차체의 연결을 가능하게 한다. 하지만 이러한 차량 외표면이 갖는 구조는 상당한 쇼크에 견디도록 설계된 것이 아닐 뿐 아니라, 차량의 견고성은 독립된 구조를 통해 확보되므로, 장애물과의 충돌이 차량 외표면을 파손시킬 정도로 매우 격렬한 경우, 파손된 앞유리는 기관실을 향해 유입되어 기관사의 생명을 위협하게 된다.

본 발명은 상기에서 언급된 단점을 보완하기 위해 철도차량 기관실의 유리창이 충돌 시 기관실 안으로 유입되는 것을 방지하는 장치를 제안하고자 하는 것이며, 또한 그 실현이 간편하고 경제적인 해당 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 충돌 시 철도차량의 기관실 안으로 파손된 유리창이 유입되는 것을 방지하는 장치를 그 대상으로 하며, 이를 위해 철도차량은 보호구조체를 포함하고 있다. 상기 보호구조체는 유리창과 기관실 내부의 사이의 공간에 설치되며, 유리창 맞은 편에 개구부를 포함하고 있다. 본 발명은 상기 보호구조체가차량 충돌 시 개구부를 일부 메우기 위해 이동이 가능한 (파손유리)차단 부재를 지지하고 있는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 철도차량 충돌 시 기관실 안으로 파손된 유리창이 유입되는 것을 방지하는 장치는 다음과 같은 특징을 하나 혹은 여럿 가질 수 있으며 또한 모든 기술적 조합이 가능하다.

- 차단 부재는 충돌전이라도 조종에 의해 이동이 가능하다.

- 차단 부재는 충돌 시 이동하는데, 기관실 내로 파손된 유리창이 유입될 경우 차단 부재의 이동이 초래된다.

- 형태변화 정도가 미리 설정되어 있는 에너지흡수체가 유리창과 보호구조체 사이의 공간에 위치하며 보호구조체의 지지를 받는다.

- 충돌 시 에너지흡수체의 형태가 변함으로써 개구부 앞의 차단 부재가 이동하게 된다.

- 에너지흡수체의 한 면은 유리창과 맞닿아 있고, 차단 부재는 판막으로 이루어져 있다. 판막은 에너지흡수체와 연결되어 있는데 처음에는 개구부를 가리지 않도록 위치해 있으나, 에너지흡수체에 형태 변화가 있을 시 판막들은 개구부를 향해 이동하여 개구부를 일부 메우도록 되어 있다.

- 에너지흡수체는 사다리꼴 형태의 변형이 가능한 구조체이다. 이 구조체에서 사다리꼴의 넓은 부분은 개구부 가장자리에 접해 있으며, 사다리꼴의 좁은 부분은 유리창과 인접하여 유리창 가장자리 부분에 접해 있다. 유리창에 인접해 있는 변형 가능 구조체(에너지흡수체)에는 판막이 결합되어 있으며, 이 판막의 한쪽 끝은 개구부 가장자리에 포개져 있다.

- 차단 부재는 프레스트레스를 받은 하나 이상의 잭(jack)으로 구성되어 있으며, 상기 잭은 보호구조체에 연결되어 있는 풋(foot)부위와 차단장치를 통해 개구부 가장자리에 놓여진 헤드(head)를 포함하고 있는 몸통부위를 포함하고 있다. 상기 차단장치는 유리창에 쇼크가 가해질 경우 작동을 시작하여 잭 몸통부위의 헤드를 풀려나게 하여 잭이 개구부 정면으로 확장될 수 있도록 한다.

- 차단 부재는 보호구조체 상의 두 점 사이에서 팽팽하게 당겨져 있는 탄성체이다. 상기에서 언급된 두 점은 개구부의 서로 다른 두 면에 위치하는데 각각의 탄성체는 하나 혹은 여러 개의 고정 유지요소를 통해 팽팽한 상태로 유지되어 있으며 개구부 인접 가장자리와 평행하게 놓여져 있다.

- 개구부 표면적은 유리창 표면적과 거의 동일하다.

본 발명은 또한 유리창이 있는 기관실을 포함하는 철도차량에 관한 것으로 이 차량은 상기 특징에 따라 파손된 유리창이 기관실 내로 유입되는 것을 방지하는 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

- 도 1은 본 발명의 첫번째 구현방법에 따라 기관실로 파손된 앞유리가 유입되는 것을 방지하는 장치를 장착한 철도차량의 단면도,

- 도 2와 4는 도 1의 장치를 장착한 기관실의 충돌 전과 후를 나타내는 사시도,

- 도 3은 도 1의 침입방지장치의 충돌 전과 후를 나타내는 부분단면도,

- 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파손 앞유리 유입 방지장치를 갖춘 기관실의 구조를 나타내는 사시도,

- 도 6은 도 5의 장치의 기능을 나타내는 상세도,

- 도 7은 도 5의 장치의 충돌 후를 나타내는 사시도,

- 도 8은 도 5의 장치의 또 다른 실시예에 따른 도 6과 유사한 상세도,

- 도 9는 또 다른 실시예에 따른 파손 앞유리 유입 방지장치를 장착한 철도차량의 단면도,

- 도 10과 11은 각각 도 9의 장치를 갖춘 기관실의 충돌 전과 후를 나타내는 사시도이다.

하기에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 여러가지 구현 방식에 대해 비한정적인 방법으로 실시예를 소개하고 기술할 것이다. 이는 본 발명의 목적, 양상, 장점들을 더욱 잘 이해할 수 있도록 돕기 위해서이다.

도면의 이해를 돕기 위해 본 발명의 이해에 필요한 요소만을 나타내었다. 그림이 달라지더라도 동일 요소들은 동일 참조번호를 갖는다.

도 1은 차량의 외관을 형성하는 차량 외표면(6)과 견고한 샤시(4)를 갖는 철도차량을 나타낸다. 이 샤시의 앞쪽 끝에는 에너지흡수체(9)가 장착되어 있다. 외표면(6)의 전면에는 앞유리(2)가 있으며, 이 앞유리는 예를 들어 플라스틱 프레임(7)을 사용하여 외표면(6) 상에 수평으로 층층이 포개어져 있는 형태이다.

도 1에 있어, 차량 전면에 위치한 차량 기관실(1)에는 차량 앞유리 아래 부근에 조작판이 있고 그 조작판의 맞은 편에는 기관사가 앉을 의자가 있다. 또한 기관실(1) 내에 있는 차량의 앞유리 침입방지 장치(2)는 차량 외표면(6)으로 형성된 차량전면과 기관실(1) 내부 사이의 공간에 보호방벽(3)을 갖는데 이 보호방벽(3)은 샤시(4)에 의해 지지된다.

도 2에 있어, 금속구조로 된 보호방벽(3)이 견고하며 형태변화가 불가능한 정면 내벽을 지지하고 있으며 기관실(1) 전체 높이를 형성하고 있다. 이 보호방벽은 차량 앞유리(2) 맞은 편으로 직사각형 개구부(8)를 갖는다. 기관사의 시야를 확보해 주는 이 개구부(8)의 표면적은 앞유리(2)의 표면적과 거의 같다. 보호방벽(3) 역시 두 개의 측면 내벽을 갖고 있는데 이들 중 하나에는 기관사가 드나들 수 있는 출입구가 마련되어 있다.

보호방벽(3)은 개구부(8) 가장자리에서 개구부 프레임(10)을 지지하고 있는데 이 프레임은 에너지흡수체로서 형태변화가 사전 설계된 구조체(11) 4개를 갖고 있다. 이들 구조체들은 개구부(8)의 가장자리와 평행하게 배치되어 있다. 충돌 전을 나타내는 도 3의 윗 그림에 있어, 각각의 변형 구조체(11)는 사다리꼴 형태를 취하고 있는데 사다리꼴의 넓은 부분은 개구부 주변에 맞닿아 있으며, 사다리꼴의좁은 부분은 앞유리 가장자리에서 앞유리와 맞닿아 있다. 변형 구조체(11)는 각기 개구부(8) 쪽을 향해 있는 사다리꼴 안쪽 면에서 판막(12)을 지지하고 있다. 이 판막은 금속 판막으로 한쪽 끝은 변형 구조체(11)의 앞유리에 인접한 부분에 접합되어 있으며, 또 다른 쪽 끝은 접합되지 않은 상태로서 개구부(8) 안쪽으로 아주 살짝 삐져나온 형태로 개구부의 가장자리에 접해있다.

도 3의 아래 그림과 도 4는 충돌 후의 파손된 앞유리(2) 유입 방지장치의 상태를 보여준다. 이 충돌로 가령 앞유리를 고정시키고 있던 플라스틱 프레임(7)이 파열되면서 앞유리(2)가 파손되어 기관실(1)을 향해 유입되었다고 치자. 이들 그림에 있어, 파손된 앞유리(2)가 기관실(1)을 향해 유입될 때 개구부 프레임(10)에 지지되어 있던 앞유리(2) 가장자리에서는 구조체(11)의 변형이 일어나면서 판막(12)들이 개구부(8) 내부를 향해 기울게 된다. 이로 인해 개구부(8) 표면은 일부 메워지므로 파손된 앞유리(2)가 기관실(1) 안으로 유입되는 것을 막을 수 있게 된다.

앞의 사실에서 개구부 프레임의 변형이 일어날 때 앞유리의 유입 에너지가 흡수되는 한편 또 판막이 개구부를 메우게 되므로 파손된 앞유리 혹은 여타 물체가 기관실 내로 유입될 위험이 최소화 된다는 결론이 나온다.

도 5 내지 7은 본 발명에 따른 파손 앞유리 유입 방지장치의 또 다른 구현방법을 나타낸다. 이 방법에 따르면, 상기 개구부 프레임은 유입 방지기구가 장착된 에너지 흡수 개구부 프레임(20)으로 대체된다. 이 유입 방지기구는 프레스트레스를 받은 두 쌍의 잭(22)으로 구성되어 있으며 개구부(8)의 가장자리에 위치한다.

도 5와 도 6의 왼쪽 그림에 있어, 개구부 프레임(20)은 개구부를 둘러싸는직사각형 프레임으로 구성되어 있다. 프레임의 아랫면은 보호방벽(3)에 맞닿아 있으며 프레임 윗면은 변형이 가능한 것으로 앞유리(2)를 향해 돌출되어 있다. 프레임(20)의 상부는 변형 구조체(21)로 이루어져 있으며, 프레임 외부의 가장자리에 닿아있다. 윗면은 앞유리와 접하고 있는데 도 5와 6 상의 앞유리 가장자리 부분에 이 앞유리가 나타나 있지는 않다. 개구부 프레임(20)에는 개구부의 서로 마주보는 두 가장자리 부근에 프레스트레스를 받은 잭(22)이 있는데 이들 잭은 상하가 서로 엇갈린 상태로 개구부(8) 가장자리에 평행하게 위치해 있다. 잭(22)의 풋(foot) 부위는 각각 축연결장치(22a)를 통해 프레임(20)에 연결되어 있는데, 이 축은 개구부(8)의 관점에서 잭(22)의 회전운동을 가능케한다. 잭(22)이 갖고 있는 몸통부의 헤드는 볼회전연결장치(22b)를 통해 마주 놓여져 있는 잭(22)의 몸통부 헤드에 연결되어 있다. 이렇게 위치한 잭(22)들은 프레스트레스를 받은 상태로 이들 헤드부는 가장 가까이 있는 변형 구조체(21)의 사다리꼴 안쪽에 대해서 아치의 압력을 주는 대를 이루고 있다. 이 때 잭들의 헤드부는 짝을 이루는 잭의 두 풋 부위를 통과하는 축에서 약간 벗어나 있다.

도 6의 오른쪽 그림과 도 7에 있어, 충돌로 앞유리(2)가 기관실(1)을 향해 이동하게 될 때 충격에너지가 일부 변형 구조체(21)에 의해 흡수된다. 이들 구조체의 변형으로 인해 이와 동시에 잭(22) 헤드가 축 d를 넘어 개구부(8) 쪽으로 측면이동하게 되며 개구부(8)에 마주하게 된 프레스트레스를 받은 잭(22)은 갑작스럽게 이완하게 된다. 이처럼 이완된 잭(22)은 파손된 앞유리(2)가 기관실(1)로 유입되는 것을 방지하게 된다.

본 발명에 따른 장치의 이같은 또 다른 실시예의 잇점은 잭이 개구부 안쪽으로 크게 확장될 수 있으므로 통과 구간을 그만큼 줄일 수 있어 본 발명장치의 효과를 높일 수 있다는 점이다.

도 8은 상기 발명 장치의 완성된 또 다른 실시예를 나타낸다. 이 방법에 따르면 개구부(8)의 가장자리를 따라 위치한 잭(22)의 차단은 차단조종장치를 통해 구현되며, 이에 있어 제동조종핀(23)이 전기모터에 의해 평행이동하게 되어 있다. 이 제동핀(23)은 개구부(8)와 축 d 사이에 위치하며 잭(22) 헤드(22b)가 아치의 압력을 주도록 받쳐주는 대로 사용된다. 기관사의 조작판(5) 조작에 의해 혹은 쇼크감지센서에 의해 자동으로 전기 모터가 작동하면 제동핀(23)이 사라지게 되며 이 때 잭(22)은 개구부(8) 정면으로 이완하게 된다. 이러한 발명의 또 다른 실시예의 잇점은 가령, 충돌을 예측하여 대비하기 위해 기관사가 내린 명령에 따라 유입방지 잭(22)이 풀려날 수 있다는 점이다.

도 9 내지 11은 본 발명에 따른 앞유리 유입방지장치의 또 다른 실시예를 나타낸다. 이 구현방식에서 기관실(1), 차량의 샤시(4), 에너지흡수체(9), 외표면(6), 앞유리(2)는 도 1에서 기술한 것과 같다.

도 10에 있어 차량의 보호방벽(3)은 상기 보호방벽과 유사하지만 도 10의 보호방벽은 개구부(8) 주위로 일정 간격을 두고 늘어서 있는 4개의 탄성줄(32)을 개구부(8) 부근에서 지지하고 있다. 각각의 탄성줄(32)은 보호방벽 2개의 고정점(34) 사이에서 팽팽히 당겨져있다. 이 고정점들은 개구부(8)의 인접면에 위치하고 있으며 탄성줄(32)들은 매우 팽팽한 상태로 고정 갈고리(33)에 의해 개구부 부근 가장자리와 거의 평행을 이루며 고정되어 있다. 고정점들이 위치한 두 면이 이루는 모서리에 이 고정 갈고리가 위치한다. 고정 갈고리(33)는 보호방벽(3) 상의 구멍에 설치되어 있는데 이 구멍 안에서 응력을 받은 고정 갈고리(33)가 앞유리(2)에 수직으로 교차하는 축 b를 따라 움직일 수 있다. 각각의 고정 갈고리(33)에 있어서 탄성줄(32)을 고정하는 고정핀(33a)과 동력을 전달하는 구부러진 손잡이(33b)가 축 b를 따라 위치해 있다. 각각의 갈고리가 갖는 동력 전달 손잡이(33b)를 보면 도 10에서 갈고리들 중 2개에 있어 이 동력 전달 손잡이가 일부 뽑혀져 나간 것으로 나타나있는데 이 동력 전달 막대는 팔꿈치 모양으로 구부러진 끝을 매개로 앞유리(2)에 닿아있다. 한편 갈고리가 구멍 안으로 들어갈 때 탄성줄이 풀려날 수 있게끔 고정핀(33a)은 앞유리(2) 방향으로 나오다 중간에 끊어진 형태를 취하고 있다.

이리하여, 도 11에서 나타난 것처럼, 충돌시 개구부(8)을 향해 앞유리가 들어오면 손잡이(33b)에 접해있던 앞유리(2)에 밀려 갈고리(33)가 구멍 안으로 들어간다. 이는 고정핀(33a)이 구멍 안으로 사라지게 만들어 탄성줄(32)이 갑작스럽게 풀려나면서 일부 이완되어 개구부(8)를 가로지르는 위치로 이동하게 된다. 이로써 기관실(1)로 파손된 앞유리(2)가 유입되는 위험을 제한하게 된다.

상기 방식에 따른 또 다른 완전한 실시예로서, 4개의 갈고리(33)는 그중 단 하나만 밀려도 갈고리(33) 전체가 들어가도록, 그리하여 4개의 탄성줄(32)이 동시에 풀려날 수 있도록 연결봉을 통해 서로 긴밀하게 결합되어 있으면 좋다.

상기 방식에 있어 또 다른 완전한 실시예로서, 가령 기관사의 조작판(5) 조작에 의해 혹은 차량에 설치된 센서에 의해 자동으로 쇼크에 대비하여 탄성줄이 미리 풀려날 수 있도록 4개의 갈고리(33)는 구동장치, 압축공기를 이용한 잭 등의 명령에 따라 축 b를 따라 병진운동을 하게 된다.

물론 본 발명은 결코 위에서 예시로 들어 기술된 방식에만 국한되지 않는다. 특히 다양한 장치의 구성에 있어서나, 그에 상당하는 기술의 대체를 통해 본 발명이 보호하는 분야에서 많이 벗어나지 않고도 변경이 가능하다.

그리고 또 다른 실시예로서, 보호방벽은 금속철망으로 구성될 수 있다,

그리고 위에서 기술한 다양한 실시예에 따르면 파손된 앞유리가 기관실 안으로 유입되는 것을 방지하는 장치를 나타내고 있으나, 본 발명에 따른 장치는 측면 유리가 파손되어 기관실 안으로 유입되는 것을 방지하기 위해서도 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 사고 등으로 인한 철도차량 충돌 시 기관실의 유리창이 파손되어 기관실 안으로 파손된 유리창이 유입되는 것을 방지하는 장치로서, 그 실현이 간편하고 경제적이며, 특히 기존의 철도차량의 단점이었던 기관사의 안전을 보장해주는 장점을 지니고 있다.

Claims (11)

1. 철도차량은 유리창(2)과 기관실(1) 내부 사이의 공간에 유리창(2)과 마주보고 있는 개구부(8)를 갖춘 보호구조체(3)를 포함하며, 상기 보호구조체(3)는 상기 개구부(8)를 일부 메울 수 있도록 이동이 가능한 차단 부재(12, 22, 32)를 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차단 부재(22, 32)는 충돌전이라도 조작에 의해 이동 가능한 것을 특징으로 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
3. 제 1 항에 있어서, 충돌 시 차단 부재(12, 22, 32)가 이동하며, 이같은 차단 부재(12, 22, 32)의 이동은 기관실(1)을 향해 파손된 유리창(2)이 진입함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 변형이 가능하도록 설계되어 있는 에너지흡수체(11, 21)가 유리창(2)과 보호구조체(3) 사이의 공간에 위치하면서 보호구조체(3)의 지지를 받는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
5. 제 4 항에 있어서, 충돌 시 상기 에너지흡수체(11, 21)의 변형으로 인해 개구부(8) 앞의 차단 부재(12, 22)가 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 에너지흡수체(11)의 앞면은 유리창(2)과 맞닿아 있으며, 상기 에너지흡수체(11)가 갖는 형태에 있어 상기 차단 부재를 이루는 판막(12)들이 처음에는 개구부(8)를 메우지 않는 상태로 상기 에너지흡수체(11)에 연결되어 있다가, 상기 에너지흡수체의 변형 시 이 판막(12)들이 개구부(8)를 향해 이동하여 개구부를 일부 메울 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 에너지흡수체(11)는 형태 변화가 가능한 사다리꼴 모양의 구조체로서 사다리꼴의 넓은 면은 개구부(8) 가장자리에 맞닿아 있고 사다리꼴의 좁은 면은 유리창(2)에 인접하여 유리창 가장자리에 맞닿아 있으며, 상기 판막(12)은 유리창(2)과 인접해 있는 변형구조체(11)에 연결된 채 판막의 한쪽 끝은 접합되지 않은 상태로 개구부(8)의 가장자리에 포개져 있는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 차단 부재는 최소한 하나 이상의 잭(22)으로 구성되어 있으며, 상기 잭의 풋(foot)부위는 보호구조체(3)에 연결되어 있고, 잭(22) 몸통부위의 헤드는 차단장치를 통해 개구부(8) 가장자리에 고정되어 있으며, 유리창에 충돌이 일어날 때 상기 차단장치들이 작동함으로써 상기 잭(22)의 몸통부위 헤드가 풀려나 개구부(8)의 정면으로 확장될 수 있는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 차단 부재는 탄성체(32)이며, 이 탄성체들은 개구부(8)의 서로 다른 두 면에 위치한 보호구조체 상의 두 지점(34) 사이에서 팽팽하게 당겨져 있고, 각각의 탄성체(32)는 당겨진 상태로 하나 혹은 여러 개의 고정체(33)에 의해 개구부(8) 인접 가장자리와 평행하게 유지되고 있는 것을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 개구부(8)의 표면적은 유리창(2)의 포면적과 거의 동일함을 특징으로 하는 충돌 시 철도차량 기관실(1)의 유리 파편 차단장치.
11. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 파손된 유리창(2)이 기관실(1) 안으로 유입되는 것을 방지하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리창(2)이 장착된 기관실(1)을 포함하는 철도차량.