KR0130426Y1 - 철도차량의 브레이크용 마찰패드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철도차량용 마찰부재의 설치장치에 관한 것으로, 브레이크용 금속소결패드가 상하판으로 이루어진 백플레이트에 분리할 수 있게 결합된 분리형 철도차량의 브레이크용 금속마찰패드에 있어서, 철도차량의 브레이크 디스크에 직접 마찰접촉하는 마찰부재(1)가 지지판(2)에 고정지지되고, 이 마찰부재(1)가 백 플레이트를 이루는 상판(3)에 관통구멍(4)에 삽입된 상태에서 하판(5)과의 사이에 탄력 스프링(6)으로 탄력지지되어 있는 한편, 상기 지지판(2)과 상판(3)이 분리가능하게 체결수단을 매개로 하여 결합되어져, 상판과 하판으로 구성된 백 플레이트 사이에 간단하게 수용시킴과 더불어 상기 마찰부재만을 분리하여 교환할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

철도차량의 브레이크용 마찰패드

제1도는 본 고안에 다라 철도차량의 브레이크용 마찰부재가 설치된 상태를 도시한 부분단면도.

제2도는 본 고안에 따른 브레이크용 마찰부재에 부착된 지지판의 각 실시예를 도시한 사시도.

제3도는 제2도의 각 실시예에 따른 마찰부재를 삽입설치하기 위한 관통구멍이 형성된 상판의 형상을 도시한 평면도.

제4도는 본 고안에 따라 상판과 마찰부재의 백플레이트를 고정시키는 고정수단의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마찰부재 2 : 지지판

2a : 걸림턱 2b : 체결홀

3 : 상판 3a : 체결홀

4 : 관통구멍 4a : 요홈

5 : 하판 6 : 판스프링

7, 7' : 핀 7a : 걸림부

8 : 리벳 9 : 와셔

10 : 수용공간

본 고안은 철도차량의 브레이크용 마찰패드에 관한 것으로, 특히 마찰패드의 마찰부재만을 분리하여 간단하게 교환할 수 있도록 구성된 철도차량의 브레이크용 마찰패드에 관한 것이다.

일반적으로, 차량등과 같은 구동수단에서 사용하는 제동장치는 주행중인 구동수단을 마찰력을 이용하여 차량의 주행속도를 감속 또는 정지시키는데 사용되는 것으로, 이와 같이 마찰력을 이용하여 제동력을 발생시키는 과정에서 구동수단의 회전부재와 직접 마찰하는 마찰부재는 그 마찰과정에서 심한 마모현상이 발생하게 되므로, 이 마찰부재를 주기적으로 교환해 주어야 할 필요가 있다.

특히, 상기 구동수단이 철도차량인 경우에는 철도차량의 엄청난 하중으로 인해 제동을 걸 경우 큰 마찰력이 요구된다. 따라서 철도차량에서 사용하는 마찰부재는 그 내마모성 및 내구성이 우수해야하고, 또한 소정의 마찰께수가 요구될 뿐만 아니라 마찰시에 발생하는 온도의 급격한 변화에도 잘 견뎌야 하며, 또한 마찰시 발생되는 열을 신속히 방출시켜 줄 수 있도록 열전도율이 우수한 재질의 사용이 요구된다.

이러한 요구에 부응하기 위해 철도차량의 브레이크 장치에 사용하기 위한 마찰부재의 재질에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있기는 하지만, 상기한 바와 같이 마찰이 발생할 때 그 마찰부재의 마모 현상은 근본적으로 없앨 수가 없다. 즉 마모가 전혀없는 마찰부재는 있을 수가 없는 것이다.

그리고, 통상 일반적인 철도차량에서는 패드마찰재료로서 비석면계 수지형의 마찰재료와 회주철, 함인 회주철 등이 주로 사용되어 왔으나 철도차량의 물동량 증가로 차량이 고속화 및 장대화됨에 따라 제동 에너지가 증가되어 일반적인 비석면계 마찰재료는 마찰력이 큰 경우에는 열화현상으로 인하여 제동성능을 발휘할 수가 없게 되고, 또한 회주철등은 마찰계수의 감소로 인하여 제동력이 감소되게 되므로 사용할 수가 없다는 문제점이 있다.

따라서, 새롭게 등장한 금속소결 마찰패드의 사용으로 인해 철도차량의 고속화 및 장대화가 가능하게 되었다.

한편, 상기 금속소결 합금마찰재료는 금속을 기지부로 하여 세라믹, 흑연등과 기타 비금속물로 이루어진 재료로서 기지부로 사용되는 철, 구리 등의 뛰어난 내열성과 비석면계 수지형 마찰재료의 기지부인 페놀과 같은 수지에 비하여 40배 이상의 높은 열전도를 가지므로 큰 제동 에너지를 요구하는 항공기와 고속전철 그리고 고속철도, 산업차량 등에 채용되고 있다.

그런데, 이러한 금속소결 마찰패드의 경우 그 무게가 비석면계 마찰패드에 비하여 2-3배 이상 무거워, 수명이 다한 패드를 교체할 경우 운반이 힘들고 교체 작업이 어렵다는 단점이 있다.

이와 같이 금속소결 합금 마찰패드의 무게가 증가하는 이유는, 실제 마찰특성과는 상관이 없이 마찰패드를 지지하는 백 플레이트 때문인 것이다. 따라서, 그리고 이러한 금속소결 마찰패드의 무게를 줄이기 위하여 백 플레이트를 경량화시키는 노력이 한편으로 진행되고 있기는 하나 경량화에 따른 가격 상승의 문제가 있다.

한편, 금속소결 패드는 마찰부재와 백 플레이트를 직접 용접하는 일체형과, 마찰 접촉시 접촉면의 안정성을 확보하기 위해 스프링 등을 사용하여 소결 마찰부재를 백 플레이트를 구성하는 상판과 하판사이에 넣고 상하판을 조립하는 분리형이 있다.

그런데, 종래의 분리형 금속소결 패드는 소결 마찰부재가 백 플레이트에 고정설치되어 있기 때문에 소결마찰패드를 교환하고자 하는 경우에는 상기 백플레이트와 소결마찰부재를 결합시키고 있는 리벳을 푼 다음 소결마찰부재를 들어낼 수 있도록 되어 있기 때문에, 소결마찰부재의 분리 작업이 간단하지가 않고, 또한 리벳을 분리하기 까지는 백 플레이트와 소결마찰부재가 결합되어 있는 상태로 운반하여야 하기 때문에 무거운 백 플레이트를 이송하여야 한다는 불편함이 있었다.

이에 본 고안에서는 상기한 바와 같은 제 문제점을 해소시켜, 금속소결마찰부재가 상하판으로 이루어진 백 플레이트에 분리할 수 있게 결합된 분리형 철도차량의 브레이크용 금속마찰패드에 있어서, 상기 마찰부재의 하단에 지지판이 구비되고, 상기 상판에 마찰부재를 삽입시킬 수 있는 관통구멍이 형성되며, 상기 상판에 형성된 관통구멍속에 삽입된 마찰부재의 지지판을 상판과 핀을 매개로 하여 고정설치되어 있는 한편, 상기 지지판과 하판사이에 스프링이 탄력설치된 것을 특징으로 한다.

이러한 구로조 이루어진 본 고안의 장치는, 마찰부재를 교체하고자 하는 경우에 상기 지지판과 상판을 고정시키고 있는 핀만을 간단하게 분리시키면 상판에서부터 마찰부재를 분리시킬 수가 있으므로, 간단하면서 용이하게 마찰부재를 분리해 낼 수가 있는 것이다.

따라서, 고속 철도차량에서 사용하는 브레이크의 마찰패드를 상판과 하판을 체결한 리벳을 풀지않고도 간단하게 교환할 수가 있다는 잇점이 있는 것이다.

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조로 하여 자세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 철도차량용 브레이크의 마찰부재가 설치된 상태를 도시한 부분단면도로서, 철도차량의 브레이크 디스크에 직접 마찰접촉하는 다수개 마찰부재(1)가 각각의 지지판(2)에 고정지지되고, 이 마찰부재(1)가 백 플레이트를 이루는 상판(3)에 다수개의 관통구멍(4)에 삽입된 상태에서 하판(5)과의 사이에 탄력 스프링(6)으로 각각 탄력지지되어 있는 한편, 상기 지지판(2)과 상판(3)이 분리가능한 핀(7)을 매개로 하여 연결된 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 상판(3)에 형성시키는 관통구멍(4)의 형태는 제3도에 도시된 바와 같이, 최소한 한개 이상의 요홈(4a)을 갖춘 구멍으로 되어 있고, 이 관통구멍(4)을 통해 관통삽입시키기 위한 상기 지지판(2)도 제2도에 도시된 바와 같이, 상기 관통구멍(4)에 형성된 요홈(4a)과 대응되는 형상으로 걸림턱(2a)이 형성된다.

또한, 상기 지지판(2)과 마찰부재(1) 사이를 결합시키는 결합방법으로는 간단하게 용접 등의 방법으로 고정연결시키는 것이 바람직한데, 이러한 용접 방법으로는 확간접합이나 브레이징법을 이용하여 접합할 수가 있다.

그리고, 상기 상판(3)에는 지지판(2)에 형성된 체결홀(2b)과 대응되는 위치에 체결홀(3a)이 형성되고, 상기 상판(3)과 지지판(2)을 고정시켜 마찰부재(1)의 회전을 방지하기 위해서, 상기 체결홀(2b, 3a)을 관통하여 제4도에 도시된 핀(7)과 같은 체결수단을 사용한다. 즉, 이 핀(7)은 삽입한 후에 빠지지 않도록 선단부를 구부려주는 분할핀(7) 아니면 하단부(7a)가 탄력설치된 핀(7')을 사용할 수 있다.

또한, 상기 백플레이트를 구성하는 상판(3)과 하판(5)이 리벳(8)과 같은 고정수단을 매개로 상·하로 평행하게 고정되어져 내부에 수용공간(10)이 형성되고, 상기 리벳(8)과 같은 고정수단의 외주면을 따라 환형의 와셔(9)가 길이방향을 따라 길게 설치되며, 상기 수용공간(10)에 판 스프링(6)이 삽입지지되도록 되어 있다.

그리고, 상기 지지판(2)과 하판(5) 사이에 설치되는 스프링(6)은 판스프링으로 하되, 가능한 디스크 타입의 스프링으로 하는 것이 상기 마찰부재(1)에 소정이상의 압력을 부여하게 할 수가 있다.

한편, 마찰부재(1)의 형상은 제2도의 (a), (b), (c)에 각각 도시된 바와 같이, 원통형상의 하부에 접합된 지지판(2)의 외측면을 따라 적어도 한 개 이상의 동일형상 및 동일간격으로 된 걸림턱(2a)이 형성될 뿐만 아니라 체결홀(2b)이 형성되고, 특히 상기 지지판(2) 형상은 상판(3)에 형성된 관통구멍(4)에 대응되는 형상이라면 어떠한 형태도 가능하다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 작용 및 효과를 살펴보면 다음과 같다.

확산접합이나 브레이징법으로 지지판(9)이 미리 접합된 마찰부재(1)를 상판(3)에 형성된 관통구멍(4)을 통해 판 스프링(6)과 함께 일정압력을 가하여 삽입한 후에, 상기 마찰부재(1)를 지그 등을 이용하여 걸림턱(2a)이 요홈(4a)과 어긋나도록 약간 회전시키고, 상판(3)에 형성된 체결홀(3a)과 지지판(2)에 형성된 체결홀(2b)을 일치시킨 다음, 두 체결홀(2b, 3a)에 핀(7)과 같은 체결수단을 삽입하여 선단부를 구부리거나 벌려서 고정시키면 된다. 이와 같이하여 다수개의 마찰부재(1)가 조립된 상판(3)을 하판(5)과 리벳(8)과 와셔(9)를 매개로 체결하면 마찰패드의 조립이 완료되는 것이다.

또한, 상기 마찰부재(1)의 수명이 다하여 교환하는 경우에는, 일단 핀(7)과 같은 체결수단의 선단부를 원상복귀시켜 제거한 후, 마찰부재(1)를 약간 둘려 걸림턱(2a)과 요홈(4a)을 일치시켜 새로운 것으로 교환해주면 되므로, 종래에서와 같이 다수개의 마찰부재가 고정된 무거운 백 플레이트를 운반해야 하는 번거러움이 없이 간단히 마찰부재(1)의 교체작업이 가능하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 분리형으로 재작된 마찰부재를 상판과 하판으로 구성된 백 플레이트 사이에 간단하게 수용시킴과 더불어 마찰부재만을 분리하여 교환이 가능한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 브레이크용 금속소결패드가 상하판으로 이루어진 백플레이트에 분리할 수 있게 결합된 분리형 철도차량의 브레이크용 금속마찰패드에 있어서, 철도차량의 브레이크 디스크에 직접 마찰접촉하는 마찰부재(1)가 지지판(2)에 고정지지되고, 이 마찰부재(1)가 백 플레이트를 이루는 상판(3)에 관통구멍(4)에 삽입된 상태에서 하판(5)과의 사이에 탄력 스프링(6)으로 탄력지지되어 있는 한편, 상기 지지판(2)과 상판(3)이 분리가능하게 체결수단을 매개로 하여 결합된 것을 특징으로 하는 철도차량의 브레이크용 마찰패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 상판(3)에 형성시키는 관통구멍(4)은 최소한 한 개 이상의 요홈(4a)을 갖추고 있고, 상기 지지판(2)의 외주면에도 상기 요홈(4a)과 대응되는 현상으로 된 걸림턱(2a)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 철도차량의 브레이크용 마찰패드.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지판(2)과 상판(3)에는 체결수단이 삽입되도록 체결홀(2b, 3a)이 대응되게 형성되고, 상기 체결수단은 분할권(7) 또는 걸림부(7a)가 탄력형성된 핀(7')을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 브레이크용 마찰패드.