TWI281896B - A system for preventing the intrusion of a window into a rail vehicle cab in the event of an impact - Google Patents

Description

1281896 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於車輛的結構，尤其是關於軌道車輛，且 本發明要提供一種用以在發生撞擊時防止車窗侵入軌道車 輛駕駛室之系統，以及含有此系統之車輛。 【先前技術】 軌道車輛通常有一駕駛室，具有固定至外殼的一擋風 馨

玻璃’此外殼能構成車輛的美感封套，也使擋風玻璃與本 體之間具有良好的連接，以符合空氣動力學。然而，由於 車輛的剛性主要是由另一個獨立結構來提供的，所以此外 U 殼的結構無法設計來對抗較大的撞擊，致使假如與障礙物 / 發生猛烈撞擊且破壞了外殼的話，則擋風玻璃就會突出到 . 駕駛室內，而危害到駕駛員的寶貴生命。 【發明內容】 Φ 本發明的目的是要消除上述的問題，藉由一簡單又經 _ 濟的系統，在發生撞擊時，能防止擋風玻璃侵入軌道車輛 的駕駛室。 故此，本發明提供一種用以在發生撞擊時防止車窗侵 入軌道車輛駕駛室之系統，此車輛在車窗與駕駛室內部之 間具有一保護結構，且此保護結構具有正對著車窗的一開 C]，此系統其特徵在於保護結構能支撐住多數抗侵入構 件，該抗侵入構件能夠移動以便將至少局部的開口阻擋起 -4- 1281896 (2) 來。 上述用以在發生撞擊時防止車窗侵入軌道車輛駕駛室 之系統的特定實施例可以具有以下一或多項特點： 在撞擊之前，抗侵入構件能根據命令而移動； 發生撞擊時，抗侵入構件會產生移動，抗侵入構件的 移動是藉由車窗在駕駛室方向上受到推擠而引發的； 保護性結構能夠支撐住編程變形能量吸收構件，這些 構件是位於車窗與保護結構之間； 發生撞擊時，能量吸收構件的變形會導致抗侵入構件 在開口前面移動； 能量吸收構件具有一表面，能夠與車窗接觸，且抗侵 入構件包含有摺板，係裝配在能量吸收構件上，且位於起 初不會阻擋開口的位置上，能量吸收構件的形狀使得當它 們變形時，這些摺板會朝向開口移動與定向，以便將開口 局部阻擋起來； 能量吸收構件是梯形剖面的可變形結構，其在開口的 周圍上具有一較長的底邊，且在車窗的一邊緣區域附近具 有較短的底邊，摺板是被裝配到車窗附近的可變形結構 上’且在開口邊緣上具有一自由邊緣； 抗侵入構件包含至少一預加應力汽缸，其具有連接至 保護結構上的一底邊，汽缸具有一滑動桿，設有一頭部， 係藉由閉鎖機構而固定在開口的邊緣上，當發生撞擊時， 此閉鎖機構能藉由釋放汽缸的滑動桿頭部而作用於車窗， 進而使之在開口前面擴張； -5- 1281896 (3) 抗侵入構件是屬於彈性構件，能夠在開口兩側的保護 結構上的點之間伸展開來，每個彈性構件能藉由一或多個 固定構件而在平行於開口相鄰邊緣的方向上受到張力； 開口的表面積大致上等於車窗的表面積。 本發明也提供一種軌道車輛，包含一駕駛室，此駕駛 室設有一車窗，其特徵在於此軌道車輛包含上述用以在發 生撞擊時防止車窗侵入軌道車輛駕駛室之系統。 從以下伴隨附圖的明中，將可對本發明的目的、特色 及其他優點有更淸楚的瞭解。 【實施方式】 爲了便於讀圖，故僅顯示必要的元件而已，且相同的 元件在各個圖形中是以相同的參數標示。 圖1顯示一軌道車輛，其具有一外殼6，此外殻構成 車輛的美學封套，且具有一堅硬底盤4，此底盤在其前端 具有一能量吸收構件9。外殻6的前表面合倂有一疊製的 擋風玻璃2，係藉由塑膠材質薄殼而平齊式地固定在外殼 6上。 如圖1所示，此車輛在其後面包括有一駕駛室1，且 在車輛的擋風玻璃2底部邊緣附近具有一控制臺5及正對 著控制臺的一駕駛座位。此車輛亦具有能防止擋風玻璃？ 侵入駕駛室1內的一系統，此系統在車輛前面與駕駛室j 內邰之間包括一保護檔板3，係由車輛外殼6而形成，此 保護擋板3是由底盤4所支撐起來的。 -6- 1281896 (4) 如圖2所示，保護擋板3採用金屬結構，以便支撐一 無法變形的堅硬前璧，此前璧在駕駛室的整個高度上延伸 且包含一矩形開口 8，此開口正對著車輛的擋風玻璃2。 開口 8能使駕駿看到外界，且其表面積大致上等於擋風玻 璃的面積。保護擋板3也具有兩個側壁，其中一側壁具有 一開口，以便於駕駛進入。 擋板3支撐住開口 8周圍的能量吸收框架1 〇，含有 四個編程變形結構1 1，係平行於開口 8的個別邊緣。在 圖3的上圖中，顯示在撞擊之前的情形，每個可變形結構 1 1具有一梯形剖面，在開口周圍具有較長的底邊，而與 擋風玻璃2的邊緣部接觸之處具有較短的底邊。每個可變 形結構1 1的內側邊緣均支撐著一摺板1 2，此摺板是朝向 開口 8且能構成一金屬板，其一邊緣係焊接到擋風玻璃2 附近的可變形結構1 1上，其另一邊緣是一自由邊緣且擱 置在開口 8的邊緣上，以便在其內側突出很小的距離。 圖3的下圖及圖4顯不在撞擊之後，本發明用以防止 擋風玻璃2侵入的系統，其中擋風玻璃2已經藉由打碎了 固定用塑膠材質薄殼7而在駕駛室的方向上突出。在這些 圖形中，當擋風玻璃2在駕駛室的方向上突出時，緊靠著 框架1 0的擋風玻璃邊緣會使結構1 1產生變形，藉此使摺 板1 2也產生變形，而將它們朝向開口 8內側彎曲而局部 擋住開口 8，如此可限制擋風玻璃2侵入駕駛室〗內的危 險。 從上述的說明可以知道，本發明可以減少擋風玻璃或 -7- 1281896 (5) 其他物體侵入駕駛室內的危險，此一方面是藉由吸收一部 分擋風玻璃在變形框架上的侵入能量，而另一方面是藉由 摺板阻擋住開口所致。 圖5至7顯示本發明用以防止擋風玻璃入侵的另一實 施例，其中上述的框架被以一能量吸收框架2 0所取代， 此框架2 0設有抗侵入機構，包含在開口 8的邊緣上設置 兩對預加應力汽缸2 2。 在圖5及圖6左邊的圖形中，框架20在開口 8周圍 包含有一矩形框架，其具有一較低表面在保護擋板3上 面，且包含一可變形上部，朝向擋風玻璃2突出。此框架 2 0的上部採用可變形結構2 1，繞著框架2 0的外周延伸， 且具有一上表面與擋風玻璃的一邊緣區域接觸，這一點在 圖5與6中並未顯示。框架20在開口 8的兩正對邊緣附 近具有兩個預加應力汽缸2 2，係以頭對尾的方式放置且 平行於開口 8的邊緣。每個汽缸2 2均具有一底座，藉由 樞軸22a的方式而鉸接到框架20上，如此能使汽缸22在 開口 8的平面上旋轉，且汽缸2 2包括一滑動桿，其頭部 係藉由一球狀接頭2 2 b而連接到另一汽缸2 2的滑動桿之 頭部上。以此方式配置的汽缸22會受到預加的應力，會 使其頭部緊靠著最接近的可變形結構2 1之側面，且頭部 會稍微偏離穿過兩汽缸底座的一軸d。 如圖6右邊的圖形及圖7所示，在發生撞擊且導致擋 風玻璃2在駕駿室1的方向上產生移動時，撞擊的能量局 部被可變形結構2 1的變形所吸收。結構2 1的變形同時會 1281896 (6) 導致汽缸2 2頭部在開口 8方向的橫向變形，超過軸d， 而使預加應力汽缸22在開口 8前面突然擴張。然後，此 擴張的汽缸2 2能防止擋風玻璃2侵入駕駛室丨內。 上述防止侵入的系統之另一實施例具有以下的優點， 就是汽缸在開口內側的方向上產生擴張出一段很長的距 離’能減少開口的大小，且使系統變得更爲有效。 圖8顯不上述系統的另一實施例，其中汽缸2 2藉由 柄2 3等可選擇操作的閉鎖機構而延著開口 8的邊緣使其 固疋’柄能錯由電動馬達而移動。柄是介於軸d與開口 8 之間，且能緊貼著汽缸22的頭部22b。電動馬達能將柄 2 3縮回來，以便使汽缸2 2在開口 8的前面擴張，上述的 操作可根據駕駛員的命令由控制臺5產生，或藉由撞擊感 測器等自動產生。此一實施例的優點在於當預料可能會有 撞擊時，抗侵入汽缸22可以根據駕駛員的命令而釋放。 圖9至1 1顯示本發明用以防止擋風玻璃入侵的系統 之另一實施例。在此實施例中，駕駛室1、車輛底盤4、 能量吸收構件9、外殻6及擋風玻璃2均與圖1所示的實 施例相同。 在圖1 〇中，車輛包括一保護擋板3，係類似於上述 的擋板，但是它支撐著四個彈性細線3 2，這些細線在開 口周圍均勻地分佈。每個彈性細線3 2在開口相鄰兩側的 擋板上的兩固定點3 4之間受到張力，且細線3 2在大致平 行於開口 8相鄰邊緣的方向上，藉由一固定爪3 3而受到 很強的張力，此固定爪是位於容納固定點3 4的兩邊緣之 冬 1281896 (7) 共同角落內。固定爪33是藉由一殻體而安裝在擋板3 內，以便使爪3 3能夠延著垂直於擋風坡璃2的一軸b上 強力移動。每個固定爪3 3包括一用以固定彈性係線3 2的 指部3 3 a及一延著軸b延伸的傳動支柱3 2 b。圖]〇中顯 不局部切除兩個固定爪的情形，每個固定爪的傳動支柱 3 3 b之彎曲端會與擋風玻璃2產生接觸，而固定指部3 3 a 則會在檔風玻璃2的方向上中斷’以便當爪被推濟入其殼 體內時能夠釋放細線3 2。 於是，如圖1 1所示，當發生撞擊且導致擋風玻璃在 開口方向上移動時，爪3 3會被推擠入其殻體內，因爲擋 風玻璃2緊靠在支柱3 3 b上，如此一來便將固定指部3 3 a 縮回其殼體內側，且突然釋放了彈性細線3 2，如此可以 局部鬆弛且取得跨過開口 8的一位置，如此能限制擋風玻 璃2侵入駕駛室3內的危險。 在上述實施例的另一變型例中，四個固定爪3 3進一 步有利地藉由連接桿而固定在一啓，如此僅施加在其中一 爪3 3上的推力也能推動所有的爪3 3，而因此同時釋放四 個彈性細線3 2。 在上述實施例的另一變型例中，四個固定爪3 3是藉 由氣動汽缸等致動器而能延著軸b移動，以便在預料到會 發生撞擊時，能藉由駕駛員來自控制臺的命令、或車輛上 的自動感側器，而提前釋放彈性細線。 當然，本發明並非僅侷限於上述實施例而已，且在不 背離本發明所保護的範圍之前提下，仍然可以藉由等效置 -10- 1281896 (8) 換本發明的零件部位而產生出許多修改。例如，本發明實 施例中的保護擋板也可以替換成金屬網栅。 因此，雖然上述實施例是一種用以防止擋風玻璃侵入 駕駛室內的系統，但是本發明也可以被用以防止側邊車窗 侵入駕駛室內。 【圖式簡單說明】 圖1是一軌道車輛的縱向剖面圖，顯示配備有本發明 用以防止擋風玻璃侵入駕駛室之系統的第一實施例； 圖2及圖4是配備有圖1系統的駕駛室之立體圖，分 別顯示在撞擊前後的情形； Η 3是一局部剖面圖’顯不圖1的侵入防止系統在撞 擊前後的情形； 圖5是一駕駛室結構的立體圖，其配備有本發明用以 防止檔風玻璃侵入之系統的另一實施例； 圖6是一詳細圖形，顯示圖5系統的操作； 圖7是一立體圖，顯示圖5系統在撞擊之後的情形； 圖8是類似於圖6的一圖形，顯示圖5系統的另一個 實施例； 圖9是一軌道車輛的縱向剖面圖，顯示配備有本發明 用以防止擋風玻璃侵入駕駛室之系統的另一實施例； 圖1 〇及圖Π是配備有圖9系統的駕駛室之立體圖， 分別顯示在撞擊前後的情形。 1281896Ο) 【符號 :說明 ] 1 駕 駛 室 2 擋 風 玻 璃 3 保 護 擋 板 4 底 盤 5 控 制 臺 6 外 殼 7 塑 膠 材 質 薄 殼 8 開 □ 9 能 量 吸 收 構 件 10 能 量 吸 收 框 架 11 可 變 形 結 構 12 摺 板 20 能 量 吸 收 框 架 2 1 可 變 形 結 構 22 預 加 壓 力 汽 缸 22a 樞 軸 22b 球 狀 接 頭 23 柄 32 彈 性 細 線 η ο J J 固 定 爪 33b 傳 動 支 架 34 固 定 點

-12-

Claims (1)

12猶8:96::_:..!:兩 拾、申請專利範圍 附件2 : 第92 1 1 43 08號專利申請案 中文申請專利範圍替換本； 民國9 5年12月18日修正 1·一種用以在發生撞擊時防止車窗（2)侵入軌道車輛駕 駛室（1)之系統，該車輛在車窗（2)與駕駛室（1)內部之間具 有一^保護結構（3 )’且該保護結構具有正對著車窗的一*開 口（8) ’該系統其特徵在於保護結構能支撐住多數抗侵入 構件（ 1 2, 22, 3 2)，該抗侵入構件能夠移動以便將至少局部 的開口阻擋起來。 2 ·如申請專利範圍第1項之系統，其中在撞撃之 前，該抗侵入構件（22, 32)能根據命令而移動。 3 ·如申請專利範圍第1項之系統，其中發生撞擊 時，該抗侵入構件（1 2, 22, 32)會產生移動，該抗侵入構件 的移動是藉由車窗在駕駛室方向上受到推擠而引發的。 4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該保護性結 構能夠支撐住編程變形能量吸收構件（1 1，2 1 )，這些構件 是位於車窗與保護結構之間。 5. 如申請專利範圍第4項之系統，其中發生撞擊 時’該能量吸收構件（1 1，2 1)的變形會導致抗侵入構件（1 2， 22)在開口前面移動。 6 ·如申請專利範圍第5項之系統，其中該能量吸收 構件具有一表面，能夠與車窗接觸，且抗侵入構件包含有 1281896 摺板（1 2 )，係裝配在能量吸收構件上，且位於起初不會阻 擋開口的位置上，能量吸收構件的形狀使得當它們變形 時’這些摺板（12)會朝向開口移動與定向，以便將開口局 部阻擋起來。 7 _如申請專利範圍第6項之系統，其中該能量吸收 構件是梯形剖面的可變形結構，其在開口的周圍上具有一 較長的底邊，且在車窗的一邊緣區域附近具有較短的底 邊’摺板是被裝配到車窗附近的可變形結構上，且在開口 邊緣上具有一自由邊緣。 8 ·如申請專利範圍第1至5項任一項之系統，其中 該抗侵入構件包含至少一預加應力汽缸（22)，其具有連接 至保護結構上的一底邊，汽缸具有一滑動桿，設有一頭 部’係藉由閉鎖機構而固定在開口的邊緣上，當發生撞擊 時’此閉鎖機構能藉由釋放汽缸的滑動桿頭部而作用於車 窗，進而使之在開口前面擴張。 9. 如申請專利範圍第1至5項任一項之系統，其中 該抗侵入構件是屬於彈性構件（32)，能夠在開口兩側的保 護結構上的點（3 4)之間伸展開來，每個彈性構件能藉由一 或多個固定構件（3 3 )而在平行於開口相鄰邊緣的方向上受 到張力。 10. 如申請專利範圍第1至5項任一項之系統，其中 開口的表面積大致上等於車窗的表面積。 1 1 . 一種軌道車輛，包含一駕駛室，該駕駛室設有一 車窗，其特徵在於該軌道車輛包含如申請專利範圍第1至 -2- 1281896 1 0項任一項之用以在發生撞擊時防止車窗侵入軌道車輛 駕駛室之系統。