KR100221715B1 - 철도차량의 궤간가변대차 및 궤간변경장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠게이지변경 트랙설비로 구성된 가변휠게이지 시스템과 철도차량용 보기차에 관한 것으로, 차축슬리이브(7)는 회전이 제한된 차축(4) 상에 축방향으로 미끄럼이동가능하게 장착되어지며, 휠(8)은 각 차축슬리이브(7)상의 베어링(8)상에 지지되어지고, 상기 각 차축슬리이브(7)상에 장착된 구동모터(10)가 휠(9)을 회전하도록 구동하며, 제1과 제2잠금돌출부가 각 차축슬리이브(7)의 한 선단부상에 형성되고, 잠금홈이 저널박스(3)의 내부면내에 형성되고, 제1잠금돌출부가 저널박스(3)의 잠금홈과 결합되어 소폭선 로게이지용 위치 또는 제2잠금돌출부가 저널박스(3)의 잠금홈과 결합되어 광폭선로게이지용 위치에 상기 차축슬리이브(7)가 고정되며, 상기한 제1 또는 제2잠금돌출부는 저널박스의 하중에 의해 잠금홈과 체결되어 유지되고, 원추형 잠금돌출부(15A,15B)와 잠금홀(16)은 트럭프레임의 하중에 의해 체결상태를 유지되며, 잠금돌출부용 진동절연유니트(18)는 잠금홀(16)내에 설치되어 원추형 잠금돌출부(15A,15B)가 잠금홀(16)내에 체결되어 탄성적으로 유지된다.

Description

철도차량의 궤간가변대차 및 궤간변경장치

본 발명은 철도의 궤간가변대차(軌間可變台車)에 관한 것으로, 특히 예컨대 일본국의 신간센(新幹線) 및 재래의 철도와 같이 주행레일 사이의 간격을 달리하는 레일을 주행할 수 있도록 차륜의 간격을 자동적으로 조정할 수가 있는 철도차량의 궤간가변대차와 그 궤간가변대차의 궤간변경장치에 관한 것이다.

종래에도, 예컨대 일본국 신간센과 같은 곳에서 사용되고 있는 레일의 폭(rail gauge)은 1435의 표준궤도와, 재래의 로선에서 사용되고 있는 레일폭 1067의 협궤궤도를 한 철도차량으로 달릴 수 있도록 하는 궤간가변대차 및 궤간변경장치가 여러 가지 제안되어져 있다.

예를들어, 일본국 특허출원공개 평 5-39036호 공보에는 철도차량에다 공압 실린더와 같은 승강장치를 탑재해서, 궤간을 변경하려면 철도차량을 정지시킨 후 승강장치로 차량을 들어오려 액츄에이터(actuator)로 차륜을 미끄러지도록 이동시켜 궤간을 변경하도록 하는 기술이 개시되어 있다.

또, 일본국 특허출원공개 평 6-40335호 공보에 기재되어 있는 철도차량의 궤간가변대차는, 회전하지 않는 차축에 부싱형상의 슬라이드축이 바깥에서 끼워지고서, 이 슬라이드축에 베어링을 매개로 차륜이 부착됨과 더불어, 구동모터의 고정자(固定子)가 상기 부싱형상 슬라이드축과 고정되는 한편, 구동모터의 회전자가 차륜에 접속되어, 슬라이드축의 미끄럼이동에 따라 차륜과 구동모터 양쪽이 이동하게 되어 궤간이 변경되도록 되어 있다. 한편, 차륜간격의 고정, 즉 차륜위치를 고정시키는 데에는, 동력에 의해 작동되는 잠금핀이 설치됨과 더불어, 저널박스와 차축 및 슬라이드축에 각각 핀관통구멍이 뚫려져, 잠금핀을 저널박스와 차축 및 슬라이드축의 핀관통구멍에다 끼워 소정의 저널박스와 차축 및 슬라이드축을 일체적으로 걸려지게 함으로써 고정시키도록 되어 있다. 이와같이 해서 차륜위치를 고정시킴으로써, 궤간가변대차가 주행중에 좌우방향의 차륜이 이동하지 않게 되어 궤간이 일정하게 유지되게 된다.

또한, 일본국 특허출원공개 평 5-246329호 공보에는, 독립차륜의 차축을 지지하는 저널박스가 차축프레임상에 평행링크를 매개로 현가됨과 더불어, 궤도절환 부분의 레일을 따라 차량지지대가 설치되어, 차량이 저속으로 궤도절환부분에 진입하게 되면 상기 차량지지대에서 차체의 중량을 받아 차륜에 걸려지는 중량이 없어지게 되어 링크를 쉽게 회전변위시킴으로써 궤간을 변경하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 여기서, 상기 휠은 상기 평행한 연결수단의 마주보는 끝부분에 형성된 핀관통구멍에다 핀을 고정시킴으로써 제위치에 고정하도록 되어 있다.

그리고, 일본국 사단법인 일본철도차량공업회에서 발생된 「차량기술(車輛技術)」 163호에 게재된 「유럽고속열차와 침대차」라는 기사에는, 프랑스국철과 스페인국철 사이를 운행하고 있는 궤도폭, 1435의 표준궤도와 궤도폭 1668의 광궤를 주행하는 철도차량에 쓰여지는 타루고(Tarugo) 자동궤간변경장치가 소개되고 있다. 이 타루고 자동궤간변경장치에서는 차량에 주행을 위한 구동장치가 없고, 좌우의 차륜이 1개의 차축과 관계없는 독립차륜이 사용되어, 궤간을 변경할 때에는 차축과 차륜이 일체로 옆으로 이동하도록 되어 있다. 따라서, 차량이 궤간 변경장치를 통과할 때 궤간 즉 주행레일과는 별도의 하중지지레일에 차체중량이 실려져 차륜에 걸려지는 중량이 없는 상태에서 차륜을 좌우로 이동시켜 주행하는 도중 자동적으로 궤간변경이 이루어지도록 되어 있다.

그러나, 상기 일본국 특개평 5-39036호 및 특개평 6-40335호 공보에 기재된 철도차량의 궤간변경장치는, 차량이 정지하고 있을 때 차량승강장치로 열차의 모든 차량을 동시에 들어올린 상태에서 궤간을 변경시켜야 하기 때문에, 궤간변경에 많은 시간을 요하게 됨과 더불어 길게 편성된 열차인 경우에는 여러개의 크고 긴 승강장치를 필요로 한다고 하는 문제가 있게 된다.

그리고, 차륜위치를 고정시킬 때 잠금핀을 핀관통구멍에다 원활히 삽입하기 위해서는, 핀안내구멍의 내경이 잠금핀의 외경보다 조금 큰 직경이어야만 하기 때문에 차량위치를 고정시키는 잠금기구에 흔들림이 있게 되고, 그에 따라 궤간가변대차가 주행중에 좌우의 차륜이 좌우방향으로 움직이게 되어 궤간이 항상 미소하게 변동하게 된다. 이와같은 궤간의 미소한 변동에 따라 고속주행을 하게 되면 뱀과 같이 좌우쏠림이 현저해져 곡선운행은 증진시키지만, 철도 승차감의 악화를 초래하여 주행성능상 문제가 있게 된다.

또, 궤간가변대차가 급커브나 주행레일의 선로변경지점을 통과할 때 대단히 큰 횡력을 충격적으로 작용하기 때문에, 상기 차륜위치고정기구의 흔들림이 고정기구 등의 변형이나 파손, 마모를 일으켜 궤간가변대차의 수명을 단축시킨다고 하는 문제가 있게 된다.

한편, 저널박스가 고정되어 있는 것이 아니라 차축스프링에 의해 대차프레임에 탄성적으로 현가되어 있기 때문에, 저널박스의 판관통구멍을 차축과 슬라이드축의 핀관통구멍에다 일치시키기 위해 특별한 수단을 필요로 한다는 문제도 있게 된다.

또한, 일본국 특개평 50-246329호 공보에 기재된 궤간변경장치는, 궤간변경시에 평행링크의 회전변위에 의해 차륜의 이동이 이루어지도록 되어 있으며, 평행링크가 수평에 가까워짐에 따라 차륜과 차축 및 저널박스 등의 자중에 의해 큰 힘이 차축안내용 장척부재의 작용하게 되어, 장척부재가 쉽게 변형되거나 파손되어 신뢰성을 결하게 된다고 하는 문제도 있다. 그리고, 구동모터가 중량이 크기 때문에 무거운 구동모터를 차량에다 탑재하는 것도 대단히 곤란하다는 문제도 있게 된다.

한편, 타루고 자동궤간변경장치는, 2개의 독립차륜을 저널박스와 함께 좌우로 이동시키는 방식이기 때문에, 축형대차에는 적용하기 좋으나, 구동모터를 갖춘 2축식 대차의 차륜에다 적용하기에는 구조상 곤란하다고 하는 문제가 있다. 또, 이와 같은 타루고 자동궤간변경장치를 협궤용 차량에다 채용하는 것은 규격칫수면에서 큰 곤란이 따르게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명한 것으로, 주행하면서 궤간변경을 행할 수 있음과 더불어, 협궤용차량이나 구동모터를 탑재한 철도차량에도 적용할 수 있고, 더불어 안정성과 신뢰성이 높은 철도차량의 궤간가변대차 및 궤간변경장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 주행하면서, 궤간변경을 할 수 있음과 더불어, 차륜위치고정기구의 흔들림을 방지할 수 있는 안정성과 신뢰성이 높은 철도차량의 궤간가변대차를 제공함에 있다.

제1(a)도는 본 발명의 제1실시예에 따른 궤간가변대차의 개략 평면도.

제1(b)도는 제1(a)도에 도시된 궤간가변대차의 측면도.

제2도는 제1도의 궤간가변대차가 협궤로 설정되었을 때의 상태를 상세히 나타낸 단면도.

제3도는 제1도의 궤간가변대차가 표준궤도로 설정되었을 때의 상태를 상세히 나타낸 단면도.

제4도는 제3도의-선에 따른 단면도.

제5도는 제4도의-선에 따른 단면도.

제6도는 제2도에 도시된 궤간가변대차의 차축과 저널박스 및 조임부재 사이의 관계를 나타낸 단면도.

제7(a)도는 지상의 주행레일과 궤간변경장치의 1실시를 나타낸 평면도.

제7(b)도는 제7(a)도의 축면도.

제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 궤간가변대차의 차축부근을 확대해서 나타낸 다면도.

제9도는 본 발명의 제2실시예에 따른 궤간가변대차의 저널박스 부근을 확대해서 나타낸 측면도.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 궤간가변대차의 조임부재와 저널박스와의 관계를 나타낸 평면도.

제11도는 제8도의 - 선에 따른 단면도.

제12도는 제2실시예에서의 끼움구멍과 원추형상 돌기 사이의 관계를 나타낸 단면도.

제13도는 제12도와 관련한 변형예의 반쪽 단면도.

제14도는 제2실시예에 따른 궤간가변대차의 피안내부재와 피안내부재용 방진유니트와의 관계를 나타낸 단면도.

제15도는 제14도의 - 선에 따른 단면도.

제16도는 제15도의 - 선에 따른 단면도.

제17도는 지상의 주행레일과 궤간변경장치를 나타낸 단면도.

제18도는 돌기용 방진유니트의 변형예를 나타낸 단면도.

제19도는 돌기용 방진유니트의 다른 변형예를 나타낸 단면도.

제20도는 쐐기형상 링의 평면도.

제21도는 피안내부재용 방진유니트의 변형예를 단면으로 나타낸 평면도.

제22도는 피안내부재용 방진유니트의 변형예를 단면으로 나타낸 측면도.

제23도는 피안내부재용 방진유니트의 다른 변형예를 일부 단면으로 나타낸 측면도.

제24도는 피안내부재용 방진유니트의 다른 변형예를 일부 단면으로 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 대차프레임 2 : 차축스프링

3 : 저널박스 4 : 차축

5 : 차축중앙스토퍼 6 : 원주홈

8 : 테이퍼베어링 9 : 차륜

10 : 구동모터 11 : 베어링

12 : 브레이크디스크 13 : 잠금블럭

14 : 스플라인 15A,15B : 걸림돌기

16 : 걸림홈 17 : 연장부

18 : 조임부재 20 : 코일스프링

21 : 협궤주행레일 22 : 표준궤도주행레일

23 : 궤간변경주행레일 24 : 안내레일

25 : 스프링 26 : 차체지지레일

32 : 끼움구멍 33 : 빠짐구멍

34 : 돌기용 방진유니트 35 : 외부링

36 : 내부링 37 : 방진고무

40 : 축단스토퍼 41 : 피안내부재

42 : 개구부 43 : 피안내부재용 방진유니트

44 : 박스체 46 : 라이너

47 : 안내홈 51 : 링형상 판스프링

57 : 쐐기형상 링 58 : 스프링

60 : 개구부 61 : 덮개

62 : ㄷ자형상 판스프링 63 : 오목부

65 : 브라켓 66 : 피안내핀

67 : 관통구멍 68 : 피안내핀용 방진유니트

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대차프레임의 옆쪽빔에 탄성부재를 매개로 현가된 저널박스와, 이 저널박스에 상하방향으로 이동할 수 있게 지지된 차축, 넓은 궤간과 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치로 이동하도록 상기 차축에 축방향으로 미끄럼이동할 수 있게 바깥쪽으로 끼워져 배치된 차축슬리이브, 이 차축슬리이브에 베어링을 매개로 회전할 수 있게 부착된 차륜, 상기 차축슬리이브에 지지되어 상기 차륜을 구동시키는 구동모터, 상기 차축슬리이브의 외주에 형성된 슬라이브쪽 걸림부재 및 상기 저널박스에 형성되어 상기 차축슬리이브가 상기 넓은 궤간과 상기 좁은 궤간에 대응하는 위치에 있을 때는 상기 차축슬리이브쪽 걸림부재에 걸어맞춰지고 상기 대차프레임의 자중이 상기 저널박스를 매개로 차축슬리이브에 가해질 때는 상기 차축슬리이브의 걸림부재에 걸어맞춰져 축방향이동을 저지하는 저널박스쪽 걸림부재를 각각 구비한 궤간가변대차와; 상기 폭이 넓은 궤간의 주행레일과 상기 폭이 좁은 궤간의 주행레일을 접속시키는 궤간변경주행레일과, 이 궤간변경주행레일의 양쪽과 상기 궤간변경주행레일의 앞면에 닿아 상기 저널박스를 차축슬리이브에 대해 상대적으로 윗쪽으로 들어올려 차축슬리이브쪽 걸림부재와 상기 저널박스쪽 걸림부재의 걸림상태를 해제시키는 차체지지레일을 각각 구비한 궤도쪽 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와같은 구성에 있어서는, 상기 궤간가변대차가, 상기 저널박스를 상기 차축에 대해 조여줌으로써 상기 저널박스와 상기 차축슬리이브의 상하방향 이동을 저지하는 조임부재를 추가로 갖추고서, 이 조임부재가 상기 궤간가변대차가 상기 궤간변경주행레일로 진입하기 직전에 상기 조임의 조임상태가 해제되도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 차축에는 끝부분에 원추홈이 형성되고, 상기 저널박스에는 상기 차축의 원주홈에 들어가는 연장부가 갖춰지며, 상기 조임부재에는 상기 연장부에 인접해서 상기 차축의 원주홈내로 진입하는 쐐기작용부와 이 쐐기작용부를 상기 차축의 원주홈으로 들어가도록 밀어부쳐주는 누름부재를 갖추어, 상기 쐐기작용부가 상기 차축의 원주홈으로 진입함에 따른 쐐기작용으로 상기 연장부를 상기 원주홈의 측벽으로 압압해서 상기 저널박스를 상기 차축에 대해 조여주도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 차체지지레일은 그 측부에 횡방향으로 돌출된 쐐기안내레일을 가져, 이 쐐기안내레일이 상기 쐐기작용부를 상기 누름부재에 대행해서 상기 차축의 원주홈으로부터 후퇴시켜 상기 조임상태를 해제하도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 궤도쪽 장치는 상기 차륜의 측면에 닿도록 상기 궤간변경주행레일의 양쪽 측부에 각각 배치된 안내레일과, 이 안내레일을 상기 차륜의 측면과 닿도록 밀어부쳐주는 누름부재가 추가로 구비되도록 하는 것이 좋다.

그리고, 상기 차체지지레일이 닿게 되는 상기 저널박스의 하면에는 두께가 조절될 수 있는 라이너부재가 부착되는 것이 좋다.

또 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폭이 넓은 궤간의 주행레일과 폭이 좁은 궤간의 주행레일을 접속시키는 궤간변경주행레일을 주행하는 도중에 차륜의 간격이 자동적으로 변경되도록 된 철도차량의 궤간가변대차에 있어서 대차프레임의 옆쪽빔에 탄성부재를 매개로 현가되어 있는 저널박스와, 이 저널박스에 상하방향으로 이동할 수 있도록 지지된 차축, 상기 넓은 궤간과 상기 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치로 이동할 수 있도록 상 차축에 축방향으로 이동하도록 차축을 에워싸 장착된 차축슬리이브, 이 차축슬리이브상에 베어링을 매개로 회전할 수 있는 부착된 차륜, 상기 차축슬리이브에 지지되어 상기 차륜을 회전구동시키는 구동모터, 상기 각 차축슬리이브의 외주에 형성된 차축슬리이브쪽 걸림부재, 상기 저널박스에 형성되어 상기 슬리이브가 상기 넓은 궤간과 상기 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치에 있을 때는 상기 차축슬리이브쪽 걸림부재에 걸려지는 한편 상기 대차프레임의 자중이 상기 저널박스를 매개로 상기 차축슬리이브로 가해졌을 때는 상기 차축슬리이브쪽의 걸림부재와 걸어맞춰져 상기 차축슬리이브의 축방향이동을 저지하게 되는 저널박스쪽 걸림부재 및, 상기 저널박스를 상기 차축에 대해 조여지도록 해서 상기 저널박스와 상기 차축슬리이브의 상대적인 상하이동을 저지하게 되는 조임부재를 구비하고서, 이 조임부재가 상기 궤간가변대차가 상기 궤간변경주행레일로 진입하기 직전에 상기 조임상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명은, 넓은 궤간의 주행레일과 좁은 폭의 주행레일을 접속시키는 궤간변경주행레일을 주행하는 도중에 차륜간격이 자동적으로 변경되도록 된 철도차량의 궤간가변대차에 있어서, 대차프레임의 옆쪽빔에 탄성체를 매개로 현가되고서 끼움구멍이 상부면에 형성된 좌우한쌍의 저널박스와, 이들 저널박스의 하단면에 형성되어 차륜간격을 변경시킬 때 차체를 지지하게 되는 차체지지부, 양쪽 끝부분이 각각 상기 1쌍의 저널박스내에 수용되고서 상기 저널박스에 대해 상하방향으로 상대이동할 수 있도록 된 차축, 상기 폭이 넓은 궤간 및 폭이 좁은 궤간과 각각 대응하도록 축방향으로 이동할 수 있게 상기 차축에 밖으로 끼워진 좌우 한쌍의 차축슬리이브, 이 한쌍의 차축슬리이브의 각각에 베어링을 매개로 회전할 수 있게 부착된 좌우 한쌍의 차륜, 상기 한쌍의 차축슬리이브의 외주에 각각 부착되어 상기 저널박스를 통해 차량의 중량을 받게 되는 하중이지상부면과 상기 차축이 저널박스에 대해 상대이동할 때 상기 저널박스내부의 미끄럼이동안내용 측면에 안내되어지는 미끄럼이동측면을 각각 가진 좌우 한쌍의 잠금블럭, 이들 잠금블럭의 각 하중지지상 부면에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브가 폭넓은 궤간과 폭좁은 궤간에 각각 대응하는 위치에 있을 때 상기 저널박스의 끼움구멍에 끼워지게 되는 2개의 원추형상 끼움돌기 및, 상기 끼움구멍 주위에 설치되어 상기 돌기가 상기 끼움구멍에 삽입되었을 때 상기 끼움돌기의 주위에 탄성적으로 닿게 되는 돌기용 방진유니티를 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 있어서는, 상기 차축의 중앙부에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브가 상기 폭이 좁은 궤간에 대응하는 위치를 지나 차축의 중앙쪽으로 이동하는 것을 저지하는 중앙스토퍼와, 상기 차축의 양쪽끝부분 부근에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브가 상기 폭이 넓은 궤간에 대응하는 위치를 지나 차축의 끝부분쪽으로 이동하는 것을 저지하는 축단스토퍼, 이 축단스토퍼의 양쪽옆 부분으로부터 돌출형성되어 그 상단부가 원추형상으로 형성된 피안내부재, 상기 저널박스에 형성되어 상기 피안내부가 상하방향으로 이동하도록 안내하는 안내공동부 및, 이 안내공동부의 상부에 설치되어 상기 피안내부재의 원추형상 상단부 주위에 탄성적으로 닿게 되는 피안내부재용 방진유니트가 갖춰지는 것이 바람직하다.

또, 상기 원추형상 끼움돌기는 대체로 같은 직경과 소정의 높이를 가진 원주부와 이 원주부의 앞 끝에 연접된 앞이 뾰족한 원추부로 이루어지는 한편, 상기 끼움구멍이 상기 원주부와 대략 같은 직경을 하고서 상기 원주부와 닿게 되는 하부구멍과 이 하부구멍보다 훨씬 큰 직경의 구멍으로 구성되고, 상기 돌기용 방진유니트가 상기 상부구멍주위에 설치되어 상기 원추부의 주위에 탄성적으로 접촉되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌기용 방진유니트는 상기 끼움구멍의 상부구멍 주위에 고정된 외부링과 이 외부링의 내면에 고정된 방진고무 및 이 방진고무의 내면에 고정된 내부링으로 구성되고서, 이 내부링이 상기 원추형상 돌기가 상기 끼움구멍에 끼워질 때 상기 원추형상 돌기의 원주부에 의해 이동하게 된 상기 방진고무가 변형되도록 하는 것이 좋다. 이 경우 상기 돌기용 방진유니트는 그 종단면이 V자형상을 한 링형상 판스프링으로 하는 것이 좋다.

그리고, 상기 돌기용 방진유니트는 상기 끼움구멍의 구멍주위에 부착된 쐐기 형상의 링과, 상기 끼움구멍에 덮혀지는 덮개, 상기 쐐기형상 링의 상부면과 상기 덮개 사이에 배치되어 상기 쐐기형상 링을 아래쪽으로 밀어부치는 탄성부재로 구성되어, 상기 원추형상 돌기가 상기 끼움구멍에 끼워질 때 상기 원추형상 돌기의 원추부가 상기 쐐기형상 링의 내주면에 끼워맞춰지도록 하는 것이 좋다.

또, 상기 피안내부재는 상기 축단스토퍼의 양쪽측부에서 바깥쪽으로 연장된 연장부로 형성되는 한편, 이 안내공간부는 상기 저널박스의 양쪽측벽에 형성된 슬라이드홈으로 되는 것이 좋다.

한편, 상기 피안내부재용 방진유니트는 저널박스의 양쪽측부에 형성된 개구부에 착탈될 수 있게 장착되어 상기 저널박스 내부쪽으로 오목부가 갖춰진 박스체와, 이 박스체의 오목부를 따라 부착된 방진고무 및, 이 방진고무에 고정되어 상기 피안내부재의 원추형상 상단부에 닿게 되는 라이너로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피안내부재용 방진유니트는 상기 피안내부재의 워추형상 상단부의 앞끝면 및 양쪽 측면을 각각 탄성적으로 밀어부치는 종단면이 V자형상을 한 판 스프링으로 되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 피안내부재는 상기 축단스토퍼의 양쪽 측부에 돌출형성된 브라켓으로부터 윗쪽으로 돌출된 핀으로 이루어지는 한편, 상기 안내공간부는 상기 저널박스에 뚫려진 상하방향의 관통구멍으로 일루어질 수 있다.

또한, 상기 피안내부재용 방진유니트는 상기 안내공동부의 상부에 고정된 외부링과, 이 외부링의 내면에 고정된 방진고무, 이 방진고무의 내면에 고정된 내부링으로 구성되어, 상기 내부링이 상기 피안내부재가 상기 안내공동부로 상기 피안내부재의 원추형상 상단부에 의해 이동되어져 상기 방진고무를 변형시키도록 하는 것이 좋다.

따라서 본 발명에 의하면, 차량을 정차시킬 필요없이 철도차량을 주행하면서도 궤간변경을 할 수 있게 됨과 더불어, 저널박스의 축방향이동이 구동모타가 장착된 철도차량에도 적용할 수 있고, 차축슬리브가 축방향으로 움직여 저지되도록 하는 끼움구멍에 차체의 자중에 따라 원추형상 돌기가 끼워맞춰지기 때문에 확실한 끼움상태가 이루어져 안정성과 신뢰성이 뛰어난 철도차량의 궤간가변대차가 만들어 질 수 있게 된다.

또, 원추형상 돌기가 그 원추형상으로 인해 끼움구멍에 확실하게 끼워맞춰지게 됨과 더불어, 원추형상 돌기의 주위에 돌기용 방진유니트가 탄성적으로 닿도록 되어 있어서, 원추형상 돌기와 끼움구멍 사이의 흔들림으로 말미암는 주행시의 충격 등이 흡수됨으로써 부품의 마모가 방지됨은 물론 높은 주행안정성을 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 제1실시예를 제1도 내지 제7도를 참조로 설명한다.

먼저, 철도차량의 궤간가변대차의 구성에 대해 설명한다.

제1(a)도에서 대차프레임(1) 옆쪽빔의 전후에는 탄성부재로 작용하는 차축스프링(2)을 매개로 저널박스(3)가 현가되어 있다. 이들 차축스프링(2)으로는 코일스프링이나 공압스프링, 고무같은 것을 사용할 수 있다. 각 저널박스(3)의 하부면인 미끄럼접촉면(3a)은 평면으로서 동일한 높이가 되도록 규정되어 있다. 그리고, 상기 저널박스(3)에는 회전하지 않는 차축(4)이 지지되어져 있다.

제1(b)도와 제2도 및 제3도에서, 차축(4)에는 그 중심위치에 위치결정용차축중앙스토퍼(5)가 돌출형성됨과 더불어 양쪽 끝부분에는 위치결정용 원주홈(6)이 패어져 형성되어 있다. 또, 각 차축(4)의 외주에는 2개의 차축슬리이브(7)가 바깥으로 끼워져 각 차축슬리이브(7)가 차축(4)에 대해 축방향으로 미끄럼접촉이동할 수 있으면서 차축슬리이브(7)가 잠금블럭(13)에 의해 저널박스(13)에 회전하지 않도록 부착되어 있으나, 차축(4)과 차축슬리이브(7)의 회전방향걸림부는 없다. 차축슬리이브(7)의 대략 중앙위치에는 테이퍼베어링(8)을 매개로 차륜이 회전할 수 있도록 부착되는데, 이 차륜(9)으로서는 대차의 스피링밑 하중(unsprung weight)을 줄여 진동가속도를 줄일 수 있는 복합재질로 만들어진 탄성차륜을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 차축슬리이브(7)에는 차륜(9)을 사이에 두고 차축(4)의 중앙쪽에 구동모터(10)의 고정자(10a)가 고정설치되어 있는 바, 이 구동모터(10)의 회전자(10b)는 한쪽 끝이 베어링(11)을 매개로 차축슬리이브(7)에 부착되는 한편, 다른쪽 끝이 차륜(9)의 측면에 고정장착되어져 있다. 한편, 이 회전자(10b)의 외주에는 브레이크디스크(12)가 돌출형성되어 있다.

차륜(9)을 사이에 두고 차축슬리이브(7)의 차축끝쪽에는 원통형상의 잠금블럭(13)이 차축슬리이브(7)와 일체를 이루도록 고정장착되어 있는데, 차축슬리이브(7)에의 잠금블럭(13)의 장착인 스플라인(14)에 의해 이루어지도록 되어 있다.

또, 상기 잠금블럭(13)은 저널박스(3)내에 위치해서 제4도에 도시된 것과 같이 저널박스(3)에 대해 상하방향으로 미끄럼이동할 수 있도록 측면에 미끄럼접촉면(13a)을 갖고 있다.

또한, 상기 잠금블럭(13)은, 제4도에 도시된 것과 같이 한쌍의 상부경사면(13b)을 갖고서 이들 한쌍의 상부경부면(13b) 각각에는 제5도에 도시된 것과 같이 축방향을 따라 동일형상을 한 2개의 걸림돌기(15A,15B)가 형성되어 있다. 이들 걸림돌기(15A,15B)는 축방향 단일형상이 사다리꼴을 이루는 것으로, 양 걸림돌기(15A,15B)의 중심간 거리는 넓은 궤간과 좁은 궤간간의 차이 1/2과 같게 정해지도록 되어 있다. 구체적으로는, 넓은 궤간은 표준궤도인 1435이고 좁은 궤간이 협궤인 1067로 되어 있는 본 실시예와 같은 경우에는, 양 걸림돌기(15A,15B)의 중심간 거리가(1435-1067)÷2=184로 정해지게 된다. 또, 잠금블럭(13)의 상부경사면(13b)과 마주보는 저널박스(3)의 내면에는 걸림홈(16)이 패어지는데, 이 걸림홈(16)은 상기 걸림돌기(15A,15B) 각각에 꽉 걸어맞춰지는 오목부형태를 하도록 되어 있다. 이들 걸림돌기(15A,15B) 및 걸림홈(16)은 제5도에 도시된 것과 같이 서로 걸어맞춰져 있을 때는 차축슬리이브(7)의 축방향이동을 저지하게 된다.

여기서, 걸림돌기(15A,15B) 및 걸림홈(16)의 위치관계는 다음과 정해지도록 되어 있다. 즉, 걸림홈(16)이 걸림돌기(15A)와 걸어맞춰졌을 때는 차륜(9)의 간격이 제2도에 도시된 것과 같이 폭이 좁은 협궤의 궤간에 대응하고, 걸림홈(16)이 제5도에 도시된 것과 같이 걸림돌기(15B)와 걸어맞춰졌을 때는 차륜(9)의 간격이 제3도에 도시된 것과 같이 폭이 넓은 표준궤도의 궤간에 대응하도록 정해지게 된다. 이와 같이 걸림돌기(15)와 걸림홈(16)은 각각 차축슬리이브 및 저널박스쪽 걸림부재로 기능하도록 된 것으로, 걸어맞춰졌을 때 차축슬리이브(7)의 축방향이동을 저지할 수만 있다면 사다리꼴형상이 아니고 기타의 적절한 형상이 되도록 하여도 된다.

한편, 상기 실시예에서는 걸림돌기부(15)가 2개, 걸림홈(16)이 1개로 되어 있으나, 그와 반대로 걸림돌기(15)를 1개, 걸림홈(16)을 2개로 할 수도 있고, 또 저널박스(3)의 내면에 걸림돌기를 형성시키고 잠금블럭(13)에다 걸림홈을 형성시켜도 된다.

제2도 및 제3도에 도시된 것과 같이 저널박스(3)에 미끄럼접촉안내용 연장부(17)가 돌출형성되고서 이 연장부(17)에는 안내돌조가 형성되어, 이 연장부(17)의 안내돌조가 안내부 차축(4)의 끝부분에 형성된 원주홈(6)에 의해 형성된 차축(4)의 작은직경부를 사이에 끼운 상태에서 지지하도록 상하방향으로 뻗어 있다. 따라서, 저널박스(3)가 차축슬리이브(7) 및 차축(4)에 대해 상대적으로 상하이동할 때 연장부(17)의 안내부와 차축(4)의 작은직경부가 걸려짐으로써 안내되게 된다. 연장부(17)는 차축슬리이브(7)의 축방향이동의 스토퍼로서의 기능도 하게 된다.

또, 차축(4)의 원주홈(6)에는 제2도, 제3도 및 제6도에 도시된 것과 같이 조임부재(18)가 삽입되게 되는데, 이 조임부재(18)는 2갈래로 갈라진 형상을 한 각부(18a,18b)를 갖도록 되어 있다. 또, 조임부재(18)에는 한쌍의 로드(19)가 연결되고서 이들 로드(19)의 하단과 저널박스(3) 사이에 코일스프링(20)이 부착되어 이들 코일스프링(20)이 로드(19)를 아래쪽으로 밀어부치도록 되어 있다. 이와같이 해서, 조임부재(18)가 코일스프링(20)에 의해 로드(19)를 매개로 아래쪽, 즉 2개의 각부(18a,18b)가 원주홈(6)으로 진입해서 방향으로 밀어부쳐지도록 되어 있다. 한편, 조임부재(18)와 연장부(17)의 한쪽에는 상하방향을 따라 테이퍼부가 형성되어 있고, 코일스프링(20)의 탄발력으로 2쪽으로 갈라진 다리형상의 각부(18a,18b)가 원주홈(6)으로 진입하게 되면 쐐기작용에 의해 연장부(17)가 차축(4)의 원주홈(6)의 측벽에 강하게 밀어부쳐져 조여지게 된다. 따라서, 저널박스(3)와 차축(4)이 일체화되어 저널박스와 차축(4)의 상대적인 상하이동이 완전히 저지되게 된다.

다음에는 궤도쪽 장치에 대해 설명한다.

제7(a)도와 제7(b)도에 도시된 것과 같이, 일부만 나타내어진 협궤의 주행레일(21)과, 마찬가지로 일부만 만들어진 표준궤도주행레일(22)이 궤간변경주행레일(23)에 의해 접속되고, 이 궤간변경주행레일(23)은 협궤주행레일(21)에 접속된 한쪽 끝부분에서부터 표준궤도주행레일(22)에 접속된 다른쪽 끝부분까지 궤간이 조금씩 넓어지도록 되어 있다. 이들 협궤 및 표준궤도주행레일(21,22)은 궤간변경주행레일(23)와 접속되는 부위보다 소정거리만큼 앞쪽의 경사영역(L)에서 궤간변경주행레일(23)로 가까워질수록 낮아져 이 경사영역(L)이 끝나는 지점에서는 소정량(H)만큼 낮아지도록 되어 있다.

또, 상기 각 궤간변경주행레일(23)의 양쪽에는 궤간변경주행레일(23)의 전체길이에 걸쳐 안내레일(24)이 부설되고, 이 안내레일(24)은 상기 궤간변경주행레일(23), 협궤주행레일(21) 및 표준궤도주행레일(22)에도 마찬가지로 안내선로(24)가 부설되어 있다. 이 안내레일(24)와 스프링(25)에 제2도 및 제3도에 도시된 것과 같이 차륜(4)의 측면을 압압하도록 밀어부치게 된다.

그리고, 각 한쌍의 주행레일(21,22,23)의 바깥쪽에는 차체지지레일(26)이 각각 부설되어, 이들 차체지지레일(26)이 지면에서 소정의 높이로 대략 수평으로 뻗도록 되어 있다. 또, 차체지지레일(26)은 저널박스(26)의 미끄럼접촉면(3a) 바로 아래에 위치해서 그 높이가 저널박스(3)의 미끄럼접촉면(3a)에 닿도록 되어 있다. 또한 차체지지레일(26)로부터는 제2도 및 제3도에 도시된 것과 같이, 바깥쪽에 조임부재상승용 안내레일(27)이 돌출하도록 설치되어 있다. 이 안내레일(27)은 조임부재(18)의 로드(19) 바로 아래에 위치하게 되고, 또 이 안내레일(27)의 높이는, 협궤주행레일(21)과 표준궤도주행레일(22) 각각으로부터 궤간변경주행레일(23)을 향해, 협궤 및 표준궤도주행레일(21,22)의 경사영역(L,L) 앞쪽의 경사영역(1,1)에서 윗쪽으로 경사진 다음 다시 수평을 이루도록 되어 있다.

다음에는 본 실시예의 작용에 대해, 철도차량의 협궤주행레일(21)로부터 표준궤도주행레일(22)쪽을 향해 주행하는 경우를 가정하여 설명한다.

제7(a)도와 제7(b)도에서 보아 철도차량이 협궤주행레일(21)을 주행하는 중에는 궤간가변대차의 각 부재는 제2도에 도시된 것과 같은 상태로 되어 걸림돌기(15A)가 걸림홈(16)에 걸어맞춰져 있게 된다. 한편, 구동모터(10)의 회전자(10b)가 차륜(9)을 회전구동시키면, 이 차륜(9)의 구동토오크의 반토오크가 고정자(10a)의 차축슬리이브(7), 잠금블럭(13), 미끄럼접촉이동(13a), 저널박스(3) 및 차축스프링(2)을 거쳐 대차프레임(1)의 옆쪽빔으로 전달되어 차량이 주행하게 된다.

궤간가변대차가 상승경사영역(1)으로 들어서게 되면 안내레일(27)이 로드(19)를 스프링(20)의 탄발력에 대항해서 밀어올리게 됨으로써 조임부재(18)가 소정량만큼 상승하게 된다. 이렇게 조임부재(18)가 상승함에 따라 조임부재(18)의 쐐기작용이 없어져 저널박스(3)와 차축(4)이 상대적으로 상하이동할 수 있게 된다. 그 다음, 궤간가변대차는 하강경사영역(L)으로 들어서 밑으로 내려가자마자 곧 저널박스(3)의 미끄럼접촉면(3a)이 차체지지레일(26)에 닿게 된다. 그 다음 저널박스(3)는 차체지지레일(26)에 닿게 됨으로써 대체로 수평상태를 유지하게 되지만, 차축(4) 및 차축슬리이브(7)가 하강경사영역(L)에서의 하강에 대응해서 저널박스(3)에 대해 상대적으로 밑으로 내려가기 때문에, 걸림돌기(15A)가 걸림홈(16)에서 벗어나 밑으로 내려지게 되고, 그에 따라 걸림돌기(15A)와 걸림홈(16)의 걸림상태에 해제되어 이 차축슬리이브(7)의 축방향이동이 허용되게 된다. 이 차축슬리이브(7)의 축방향이동의 허용은 늦어도 하강경사영역(L)의 끝에 이르기까지는 이루어져야 한다.

그 다음, 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)로 들어서 궤간이 조금씩 넓어지면, 차륜(9)이 스프링(25)에 의해 밀어부쳐진 안내레일(24)로 안내되어 궤간변경주행레일(23)위를 주행하게 됨으로서 서서히 차축(4)을 따라 바깥쪽으로 이동하게 된다. 이러한 차륜(9)의 이동에 따라 차축슬리이브(7)가 같은 방향으로 미끄럼이동해서 궤간변경주행레일(23)의 끝부분에 이르게 되면, 제3도에 도시된 것과 같이 차축슬리이브(7)의 앞끝 부분이 저널박스(3)의 연장부(17)에 닿아 정지하게 된다. 이때에는 차륜(9)의 간격이 표준궤도의 궤간과 같아지게 되어, 차축슬리이브(7)쪽 걸림돌기(15B)가 저널박스쪽 걸림홈(16)과 마주보도록 위치하게 된다. 한편, 차체지지레일(26)은 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)과 그 근방을 주행하고 있는 동안 저널박스(3)를 매개로 대차프레임(1)을 지지하기 때문에 차륜(9) 및 차축슬리이브(7) 등에 가해지는 부하가 작아져 궤간변경주행레일(23)의 궤간변화에 대응해서 쉽게 미끄럼이동할 수 있게 된다.

이 상태에서 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)로부터 표준궤도와 주행레일(22)로 들어서 이 표준궤도주행레일(22)의 상승영역(L)으로 들어가게 되면, 차축(4)과 차축슬리이브(7)가 저널박스(3)에 대해 상대적으로 상승하기 때문에 걸림돌기(15B)가 저널박스(3)쪽 걸림홈(16)에 접근해서 거기에 걸어맞춰지게 되고, 그에 따라 차축슬리이브(7)의 축방향이동이 저지되어 차륜(9)의 간격이 표준궤도의 궤간으로 고정되게 된다.

그후, 궤간가변대차가 안내레일(27)의 하강경사영역(1)으로 들어서게 되면 조임부재(18)가 아내레일(27)의 밑으로 내려감에 따른 스프링(20)의 탄발력에 의해 로드(19)를 매개로 하강해서 쐐기작용으로 연장부(17) 및 차축(4)쪽으로 조여 차축슬리이브(7)를 차륜(9)에 강고하게 고정시키게 된다.

한편, 궤간가변대차가 조임부재(18)를 설치하는 이유는 다음과 같다. 즉, 차축슬리이브(7)의 걸림돌기(16B)가 표준궤도주행레일(22)의 상승경사영역(L)을 통과함에 따라 차체프레임의 자중에 의해 저널박스(3)쪽 걸림홈(16)에 걸어맞춰지기 때문에 예컨대 궤간가변대차가 주행중에 튀어오르더라도 그 때의 상하방향가속도(g)는 약 0.3g∼0.5g 이어서 중력가속도(1g)보다 훨씬 작기 때문에 걸림돌기(15B)와 걸림홈(16)의 걸림상태가 벗겨지지 않게 된다. 그러나, 차축스프링(2)은 스프링의 횡방향강성분만큼 좌우방향으로 약간 변위될 수 있기 때문에, 저널박스(3)의 연장부(17)에 대한 흔들림이 원주홈(6)에 존재하게 되면 양 차륜(9)이 주행중에 상대적으로 변위되어 미세한 진동이 발생해서 각 부분에 마모가 일어나게 되는 등의 문제가 있게 된다. 그러나, 상기 조임부재(18)의 쐐기작용으로 위와 같은 흔들림이 없어지게 됨으로써 상기와 같은 문제가 해소될 수 있게 된다.

또한, 차량이 여러대로 편성된 경우에는 제7(a)도와 제7(b)도에 도시된 궤간변경용 궤도쪽장치를 통과하는 차량에 대해서는 그 통과시에 구동모터(10)을 정지시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 그러기 위해서는 궤도쪽 장치를 검출하는 센서를 각 차량에다 설치해서, 이 센서의 검출출력에 의해 구동모터(10)로 전기의 공급이 정지되도록 하면 된다.

한편, 차량의 표준궤도주행레일(22)로부터 협궤주행레일(21)로 주행하는 경우의 작용은 앞에서 설명한 작용과 역으로 작용하게 되므로 그에 대한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 제2도, 제3도, 제4도 및 제5도에 도시된 것과 같은 저널박스(3)의 미끄럼접촉면(3a)에 다수의 높이조절용 라이너(liner:28)가 적층되어 나사로 저널박스(3)의 미끄럼접촉면(3a)에 고정되어져 있는데, 이 높이조절용 라이너(28)의 작용은 다음과 같다. 즉, 차륜(9)이 마모됨에 따라 차륜(9)의 직경이 감소하게 되면 차체지지레일(26)과 저널박스(3)의 미끄럼접촉면(3a) 사이의 거리가 좁혀지게 된다. 그 때문에 차륜(9)의 직경이 감하는 데에 대응해서 높이조정용 라이너(28)의 일부를 제거함으로써 차륜직경의 감소를 보정할 수 있게 된다.

상기 실시예에서는 차체지지레일(26)을 전체길이에 걸쳐 같은 높이, 즉 수평으로 설정해서 궤간변경주행레일(23) 근방의 협궤주행레일(21) 및 표준궤도주행레일(22)에 경사영역(L)을 마련해 놓았으나, 협궤, 표준궤도 및 궤간변경주행레일(21,22,23)을 모두 같은 높이로 하고서 차체지지레일(26)의 일부에다 상승경사영역을 마련해 놓아도 좋다.

또, 본 실시예에서는 잠금블럭(13)을 차축슬리이브(7)로부터 뽑아낼 수가 있고, 또 이 잠금블럭(13)을 뽑아낼 때 차축슬리이브(7)의 끝부분 외경이 테이퍼베어링(8)의 내경보다 작도록 정해져 있어서, 차륜(9)의 교환이나 테이퍼베어링(8)의 교환과 같은 보수유지작업이 훨씬 간단해지게 된다.

또한 본 실시예에서는, 스플이(25)에 의해 밀어부쳐진 안내레일(24)에 의해 차륜(9)의 측면에 안내되도록 되어 있기 때문에, 차륜(9)이 훨씬 원활하게 궤간변경주행레일(23)의 궤간변화에 대응해서 차량간격을 조정할 수 있게 된다.

다음에는 본 발명의 제2실시예를 제8도∼제24도를 참조로 설명한다. 여기서, 이 제2실시예에 따른 철도차량의 궤간가변대차는 제1실시예의 구성과 유사하므로 제1실시예에서와 다른 부품과 설비만에 대해 설명하기로 한다.

제8도, 제9도 및 제11도에 도시된 것과 같이 차축슬리이브(7)의 축단부분에는 원통형상의 잠금블럭(13)이 차축(4)과 일체가 되도록 견고하게 장착되어 있다. 이를 보다 더 상세히 설명하면, 제11도에 도시된 것과 같이 차축슬리이브(7)의 일부 외주에 스플라인이 형성되는 한편, 잠금블럭(13)에도 이 차축슬리이브(7) 스플라인에 걸어맞춰지는 스플라인이 형성되어 있기 때문에, 차축슬리이브(7)와 잠금블럭(13)이 회전방향으로 일체를 이루게 된다. 한편, 잠금블럭(13)은 뒤에 설명되는 바와 같이 저널박스(3)에 의해 회전하지 못하도록 되어 있기 때문에 차축슬리이브(7)도 회전하지 못하게 된다. 또, 잠금블럭(13)은 제8도에 도시된 것과 같이 너트(28)에 의해 축방향으로 차축슬리이브(7)에 고정되어 잠금블럭(13)을 차축슬리이브(7)에 대해 축방향이동할 수 있도록 하고 있다.

상기 잠금블럭(13)은 저널박스(3)내에 위치하고서, 제11도에 도시된 바와같이 저널박스(3)를 매개로 대차프레임(1)의 중량을 지지하기 위해 저널박스(3)의 상부면에 닿게 되는 수평한 하중지지상부면(13a)과 저널박스(3)의 안내쪽면에 닿게 되는 측부의 미끄럼접촉면(3b)을 갖도록 되어 있다.

또, 상기 잠금블럭(13)의 상부면에는 제8도 및 제10도에 도시된 것과 같이, 같은 형상을 한 한쌍의 원추형상 끼움돌기(15A,15B)가 돌출형성되어 있다. 이들 원추형상 끼움돌기(15A,15B)는 축방향으로 소정거리만큼 떨어져 있는데, 이들 끼움돌기(15A,15B)의 축방향거리, 정확히는 양 끼움돌기(15A,15B)의 중심사이의 거리가 폭이 넓은 궤간과 폭이 좁은 궤간 사이의 차이의 1/2과 같도록 정해져 있다.

구체적으로는, 폭이 넓은 궤간 즉 표준궤도의 궤간은 1435이고 협궤의 궤간은 1067가 되므로 본 제2실시예에서는 양 끼움돌기(15A,15B) 중심사이의 거리는 (1435-1067)÷2=184로 정해지게 된다.

한편, 저널박스(4)의 상부면에서는 원추형상 끼움돌기(15A,15B)가 걸어맞춰지는 끼움구멍(32)과 빠짐구멍(33)이 각각 형성되고서, 이들 끼움구멍(32)과 빠짐구멍(33)이 상기 원추형상 끼움돌기(15A,15B)가 떨어져 있는 거리와 같은 거리만큼 차축(4)의 축방향으로 떨어지도록 되어 있다. 상기 끼움돌기(15A,15B)와 끼움구멍(32)은 서로 끼워맞춰졌을 때는 차축슬리이브(7)의 축방향이동이 저지되게 된다. 여기서, 끼움돌기(15A,15B) 및 끼움구멍(32) 사이의 위치관계는 다음과 같이 정해지게 된다. 즉, 끼움구멍(32)이 끼움돌기(15A)에 끼워맞춰지면 제8도에 실선으로 나타나 있는 좌우 차륜(12)의 간격이 궤간에 대응하게 되는 한편, 끼움구멍(32)과 끼움돌기(15B)가 끼워맞춰지면 제8도에 일점쇄선으로 도시된 좌우의 차륜(9)의 간격이 표준궤도의 궤간에 대응하도록 정해지게 된다. 한편, 빠짐구멍(33)은 끼움돌기(15B)가 끼움구멍(32)에 끼워맞춰져 있을 때 끼움돌기(15A)가 삽입되기 위한 구멍으로서 그 내경은 끼움돌기(15A)의 직경부보다 충분히 크게 되어 있다.

제12도와 제13도에서, 원추형상 끼움돌기(15; 이는 끼움돌기 15A,15B 양쪽을 총칭한다)가 아래쪽에 위치하는 원주부(15a)와 이 원주부(15a)의 앞 끝에 이어지는 원추부(15b)로 구성되는 바, 상기 원주부(15a)는 그 높이(h)의 끝까지 같은 직경을 하고 있으며, 원추부(15b)는 윗쪽으로 갈수록 가늘어지는 원추형상을 하고 있다.

또, 저널박스(3)의 끼움구멍(32)은 높이가 h인 하부구멍(32a)과 상부구멍(32b)으로 구성되는데, 이 하부구멍(32a)의 직경은 원주부(15a)의 직경보다 조금 크고, 또 상부구멍(32b)의 직경은 하부구멍(32a)의 직경보다 충분히 크도록 정해지게 된다.

한편, 상기 끼움구멍(32)의 상부구멍(32b) 주위에는 끼움돌기(15)용 방진유니트(34)가 장착되게 되는바, 이 방진유니트(34)는 상부구멍(32b)의 원주면에 착탈될 수 있게 고정시켜진 외부링(35)과, 이 외부링(35)의 내주면에 고정장착된 링형상방진고무(37) 및 이 방진고무(37)의 내주면에 고정장착된 내부링(36)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 외부링(35)은 상기 내부링(36) 또는 방진고무(37)의 스토퍼로 기능하는 내주쪽 플랜지부(35a)와 외주쪽 플랜지부(35b)를 갖고서, 이 외주쪽 플랜지부(35b)에서 나사(39)로 상기 저널박스(3)에 착탈될 수 있게 고정되어져 있다.

그리고, 상기 끼움돌기(15)용 방진유니트(18)는 자연상태에 있을 때, 즉 어떤 끼움돌기(15)도 끼움구멍(32)에 끼워져 있지 않은 상태일 때는, 제14도에 도시된 것과 같이 내부링(36) 또는 방진고무(37)의 사이에 간극(8)이 만들어지게 된다.

제14도, 제15도 및 제16도에서, 차축(4)의 끝부분에 돌출형성된 축단스토퍼(40)의 양쪽 측부로부터 차축(4)의 축방향에 대해 직각방향으로 피안내부재(41)가 각각 연장되어 있는데, 이 피안내부재(41)의 상단부(41a)는 앞끝이 뾰족한 원뿔대형상을 하고 있다. 또, 저널박스(3)의 측벽(3a)에는 제15도에 도시된 것과 같이 개구부(42)가 형성되고서, 이 개구부(42)에는 피안내부재(41)용 방진유니트(43)가 부착되어 있다. 이 피안내부재(41)용 방진유니트(43)는, 상기 개구부(42)에 착탈될 수 있게 장착된 박스체(44)와 방진고무(45) 및 이 바인고무(45)에 고정된 라이너(46)로 구성되게 된다. 상기 박스체(44)는 저널박스(3)의 내부쪽으로 개구된 오목부가 형성되어, 방진고무(45)가 이 박스체(44)의 오목부를 구획하는 3개의 내벽에 고정 장착되도록 되어 있다.

저널박스(3)의 측벽에는 상기 박스체(44)의 오목부로 연통된 안내홈(47)이 패어져 형성되고서, 이 안내홈(47)이 그 윗끝에서 박스체(44)의 오목부로 접속되어 있다. 이 안내홈(47)에는 피안내부재(41)가 삽입되고, 피안내부재(41)의 원추형상 상단부(41a)는 방진유니트(43)의 라이너(46)에 닿도록 되어 있다. 제16도에 도시된 것과 같이 개구부(42)의 상부면(42a)와 하부면(42b)은 각각 방진유니트(43)의 상부스토퍼면과 하부스토퍼면으로 기능하게 된다.

다음에는 철도차량이 협궤주행레일(21)로부터 표준궤도주행레일(22)을 향해 주행하는 경우를 가정하고서 본 제2실시예의 작용에 대해 설명한다.

철도차량이 협궤주행레일(21)을 주행하고 있는 중에는 궤간가변대차의 각 부재가 제8도, 제12도, 제14도 및 제15도에 도시된 상태로 있게 되는바, 즉 원추형상 끼움돌기(15A)가 끼움구멍(32)에 끼워맞춰져 피안내부재(41)의 상단부(41a)가 피안내부재용 방진유니트(25)에 끼워맞춰져 있게 된다. 도시해놓지 않은 구동모터가 차륜(9)을 회동구동시켜 차량이 주행하게 된다.

궤간가변대차가 협궤주행레일(21)의 하강경사영역(L)으로 들어서 내려가기 시작하자마자 곧 저널박스(3)의 미끄럼이동면(3a)이 차체지지레일(26)에 닿게 된다. 그 후에는 저널박스(3)가 차체지지레일(26)에 의해 대체로 수평상태를 유지하게 되지만, 차축(4) 및 차축슬리이브(7)는 하방경사영역(L)에서의 하강에 대응해서 저널박스(3)에 대해 상대적으로 밑으로 내려가기 때문에, 제14도 내지 제16도에 도시된 피안내부재(41)가 안내홈(47)에 안내되어 내려가게 됨과 동시에, 제8도 및 제12도에 도시된 원추형상 끼움돌기(15A)와 끼움구멍(32)의 끼움상태가 해제되어 차축슬리이브(7)의 축방향 이동이 허용되게 된다. 이 차축슬리이브(7)의 축방향 미끄럼이동의 허용은 늦어도 하강경사영역(L)이 끝나기 전에 이루어지게 된다.

그후, 궤간가변대차가 궤간변경주행레일로 들어서 궤간이 조금씩 넓어지면 차륜(9)이 스프링(25)에 의해 밀어부쳐진 안내레일(24)에 안내되어 궤간변경주행레일(23)을 주행하게 되어 차축(4)상을 바깥쪽으로 조금씩 이동하게 된다. 이러한 차륜(12)의 이동에 따라 차축슬리이브(7)도 같은 방향으로 미끄럼이동해서 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)의 끝부분에 이르게 되면, 차축슬리이브(7)의 앞끝이 축단스토퍼(40)에 닿아 정지하게 된다. 이때에는 차륜(9)의 간격이 표준궤도 궤간과 같아지게 되고, 잠금블럭(13)의 끼움돌기(15B)가 저널박스(3)의 끼움구멍(32)과 마주보게 됨과 더불어, 끼움돌기(15A)가 저널박스(3) 빠짐구멍(33)과 마주보게 된다. 한편, 차체지지레일(26)은 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)과이 궤간변경주행레일(23)의 끝앞쪽에 근접한 협궤주행레일(23)의 궤간변화에 대응해서 쉽게 차축(4)상을 미끄럼이동할 수 있게 된다.

이 상태에서 궤간가변대차가 궤간변경주행레일(23)로부터 표준궤도주행레일(22)로 진입해서 이 표준 궤도주행레일(22)의 상승경사영역(L)으로 들어서게 되면, 차축(4) 및 차축슬리이브(7)가 저널박스(3)에 대해 상대적으로 상승하게 된다. 이 상승에 따라, 제14도 내지 제16도에 도시된 피안내부재(41)가 안내홈(47)에 안내되어져 상승해서 원추형상 상단부(41a)가 방진유니트(43)로 들어가게 됨과 동시에 끼움돌기(15B)도 상승해서 저널박스(3)의 끼움구멍(32)에 끼워맞춰지는 한편, 끼움돌기(15A)도 마찬가지로 빠짐구멍(33)에 끼워맞춰지게 된다.

이 원추형상 끼움돌기(15B)가 끼워맞춰지는 동작에 대해 설명하면, 제12도에서 원추형상 끼움돌기(15B)의 원추부(15b)가 끼움구멍(32)의 하부구멍(32a)을 통과 해서 상부구멍(32b)으로 진입하여 상기 원추부(15b)의 경사측면이 내부링(36)에 닿아 이 내부링(36)을 윗쪽으로 밀어올린다. 이 밀어올림에 따라 방진고무(37)가 압축되기 때문에 큰 반발력이 원추형상 끼움돌기(15B)의 측면에 작용하게 된다.

또, 상기 피안내부재(41)의 원추형상 상단부(41a)가 방진유니트(34)에 끼워 맞춰지는 동작도 끼움돌기(15B)의 경우와 마찬가지로서, 원추형상 상단부(41a)가 상승이동할 때 라이너(46)를 윗쪽으로 밀어올려 방진고무(45)를 밀어 압축하게 된다.

한편, 원추형상 끼움돌기(15B)는 가장 먼저 이 원추형상 끼움돌기(15B)의 작은 원추부(15b)가 끼움구멍(32)에 끼워지기 때문에, 예컨대 끼움구멍(32)과 원추형상 끼움돌기(15B) 사이에 다소간 위치어긋남이 있더라도 끼움구멍(32)으로 확실하게 끼워맞춰질 수 있게 된다.

이렇게 끼워맞춰지게 됨으로써, 차축슬리이브(7)의 축방향이동이 저지되어 차륜(9)의 간격이 표준궤도 궤간으로 고정시켜지게 된다. 이때, 상기 원추형상 끼움돌기(15B)는 대차프레임의 자중에 의해 끼움구멍(32)에 끼워맞춰지기 때문에, 끼움상태가 우발적으로 벗겨지는 일이 없게 된다. 또, 주행중 상기 원추형상 끼움돌기(15B)와 끼움구멍(32) 사이의 흔들림으로 말미암는 주행시의 충격같은 것이 방진고무(37)에 의해 흡수되기 때문에 부품마모의 효과적인 방지와 높은 운행 안정성을 거둘 수 있게 된다. 특히, 본 제2실시예에서는 원추형상 끼움돌기(15B)가 끼움구멍(32)에 끼워맞춰질 때 방진고무(37)가 미리 탄성변형되어져 있어서 큰 반발력을 원추형상 끼움돌기(15B)에 가해주고 있기 때문에, 상기 흔들림으로 말미암는 주행시의 충격 등을 극히 효과적으로 흡수할 수가 있게 됨과 더불어, 흔들림으로 인한 저널박스(3)와 차축슬리이브(7)의 상대적인 이동도 충분히 억제할 수 있게 된다.

그리고, 원추형상 끼움돌기(15B)와 끼움구멍(32)이 끼워맞춰질 때는 원추형상 끼움돌기(15B)의 원주부(15a)가 그와 대체로 같은 직경을 한 끼움구멍(32)이 하부구멍(32a)에 닿기 때문에, 원주부(15a)의 측면과 하부구멍(32a)의 측면사이에 비교적 큰 접촉면적을 얻을 수가 있어서 강도적인 면에서 접합하게 된다.

또, 상기 끼움돌기(15B)가 끼움구멍(16)에 끼워맞춰지는 동작이나 해제동작시에 어떤 원인으로 방진유니트(34)의 내부링(36)에 끼어들어 방진고무(37)를 지나치게 변형시킬 염려가 있게 된다. 그 때문에 본 실시예에서는 이렇게 방진고무(32)가 지나치게 변형되는 것을 방지하기 위해, 방진고무(37)의 윗쪽에 위치하는 외부링(35)의 내주플랜지(38a)를 상부스토퍼로, 방진고무(37)의 아래쪽에 위치하는 저널박스(3)의 벽면을 하부스토퍼로 각각 이용하도록 되어 있다.

또한, 축단스토퍼(40)로부터 돌출형성된 피안내부재(41)가 저널박스(3)에 형성된 안내홈(47) 및 방진유니트(43)에 끼워맞춰져 있기 때문에 저널박스(3)와 차축(4)의 위치관계가 항상 일정하게 유지되게 되고, 그에 따라 저널박스(3)의 끼움구멍(32)과 차축(4)과의 상대적인 위치관계도 일정하게 되어, 차축슬리이브(7)에 고정설치된 원추형상 끼움돌기(15)가 확실하게 끼움구멍(32)에 끼워맞춰질 수 있게 된다.

한편, 차량이 표준궤도주행레일로부터 협궤주행레일(21)로 주행할 경우의 작용은 앞에서 설명한 작용과 반대이므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

앞에서 설명된 본 실시예에서는 차체지지레일(26)을 전체길이에 걸쳐 같은 높이, 즉 수평으로 설정해서 궤간변경주행레일(23) 근방의 협궤 및 표준궤도주행레일(20,21)에다 경사영역을 마련해 놓은 것이었다. 그러나, 협궤와 표준궤도 및 궤간변경주행레일(21,22,23)을 같은 높이가 되도록 하고 차체지지레일(26)의 일부에다 상승경사영역을 마련해 놓아도 된다.

또, 본 실시예에서는 스프링(25)으로 밀어부쳐진 안내레일(24)에 의해 차륜(9)의 측면이 안내되도록 되어 있기 때문에, 차륜이 원할이 궤간변경주행레일(23)의 궤간변경에 대응해서 차륜간격을 조정할 수 있게 된다.

제18도는 돌기용 방진유니트(34)의 변형예를 나타낸 것으로, 돌기용 방진유니트(34)에는 끼움구멍(32)의 내주면을 따라 배치된 링형상 판스프링(51)이 갖춰져 있는 바, 이 링 형상 판스프링(51)은 바깥쪽 끝의 플랜지(51a)에 나사(52)에 의해 저널박스(3)상에 착탈될 수 있게 부착되어져 있다.

또, 상기 링형상 판스프링(51)에는 길이방향으로 슬릿(53)이 형성되고, 끼움 구멍에는 링형상 판스프링(51)이 탄성변형 했을 때 빠져나가게 되는 빠짐홈(54)이 형성되어 있다.

이와같이 구성되어 있기 때문에, 링형상 판스프링(51)이 제12도에 도시된 방진고무(37)와 마찬가지로 원추형상 끼움돌기(15)에 끼워맞춰짐으로써 탄성변형되어, 그 반발력이 원추형상 끼움돌기(15)에 작용하게 된다. 이 링형상 판스프링(51)을 사용한 방진유니트(34)는, 제12도에 도시된 방진유니트(34)에 비해 구조가 간단해지게 되어 제작과 조립하기가 쉽고 내구성도 뛰어나게 된다.

제19도는 돌기용 방진유니트(3)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 저널박스(3)의 끼움구멍(32)에는 덮개(55)가 덮혀지고서, 이 덮개(55)는 나사(56)로 저널박스(3)에 착탈될 수 있게 부착되어 있다. 또, 끼움구멍(32)의 내주면에는 링형상 쐐기부재(57)가 배치되고서, 이 링형상 쐐기부재(57)와 덮개(55) 사이에는 접시스프링(58)이 개재되어, 이 접시스프링(58)이 상기 링형상 쐐기부재(57)를 밑으로 밀어주도록 되어 있다. 한편, 접시스프링(58)은 단지 쐐기부재(57)를 아래쪽으로 밀어부치는 힘을 부여하도록 된 것이기 때문에 접시스프링(58) 대신 링형상의 탄성고무 같은 것을 사용할 수도 있다.

상기, 원추형상 끼움돌기(15)가 끼움구멍(32)에 진입하게 되면 끼움돌기(15)의 원추부(15b)가 링형상 쐐기부재(57)에 닿게 되는 바, 이 링형상 쐐기부재(57)는 접시스프링(58)에 의해 아래쪽으로 밀어부쳐져 있기 때문에 그 쐐기작용으로 말미암아 끼움돌기(15)에 밀착되게 된다.

이와같이 해서, 원추형상 끼움돌기(15)와 끼움구멍(32) 사이에 실질적으로 흔들림이 없게 할 수가 있게 된다. 또, 상기 링형상 쐐기부재(57)는 제20도에 도시된 것과 같이, 원주상의 1곳이 갈라져 슬릿(59)이 형성되어 있으서 링형상 쐐기부재(57)가 쉽게 신축할 수가 있게 되어 끼움구멍(32)의 내주면으로 삽입하기가 쉬워지게 된다.

제21도 및 제22도는 피안내부재(41)용 방진유니트(43)의 변형예를 나타낸 것으로, 저널박스(3) 측면의 개구부(60)에는 덮개(61)가 덮혀지고서, 이 덮개(61)는 저널박스(3)에 착탈될 수 있게 부착되어 있다. 또, 덮개(61)의 안쪽에 'ㄷ'자형상의 판스프링(62)이 장착되어 있는데, 이 판스프링(62)은 제22도에 도시된 것과 같이 그 종단면이 V자 형상을 하도록 되어 있다. 그리고, 상기 개구부(60)에는 제18도에 도시된 빠짐홈(54)과 같은 모양의 빠짐홈(63)이 형성되어 있다. 이러한 판스프링(62)을 사용한 피안내부재용 방진유니트(43)의 작용은 돌기용 방진유니트(34)와 같은 작용을 하게 된다.

제23도 및 제24도는 피안내부재(41) 및 안내공동부의 변형예를 나타낸 것으로, 축단스토퍼(40)에는 그 양쪽측부에 브라켓(65)에 각각 돌출형성되고, 각 브라켓(65)으로부터는 수직방향 윗쪽으로 피안내핀(66)이 설치되어 있다. 이 피안내핀(66)의 선단부는 앞이 뾰족한 원추형상을 하도록 되어 있다. 또, 저널박스(3)에는 안내용 관통구멍(67)이 뚫려져 이 관통구멍(67)이 피안내핀(66)의 상하이동을 안내하도록 되어 있다. 한편, 이 관통구멍(67)의 상부에는 피안내재용 방진유니트(68)가 배치되는데, 이 피안내부재용 방진유니트(68)는 제12도에 도시된 돌기용 방진유니트(43)와 같이 외부링과 방진고무 및 내부링으로 구성되어 있다. 물론, 피안내부재용 방진유니트(68)는 제18도에 도시된 V자 형상의 판스프링(51)을 사용할 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 변경 및 수정하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (18)

1. 주행레일을 주행하는 차륜(9)이 부착되는 차축(4)을 지지하도록 양쪽 옆쪽빔을 가진 대차프레임(1)과, 이 대차프레임(1)의 옆쪽빔 하부에 현가되어 상기 차축(4)의 양쪽끝부분을 지지해주는 저널박스(3) 및 상기 차축(4)의 외주에 축방향으로 미끄럼이동할 수 있게 끼워져 베어링을 매개로 차륜(9)이 회전할 수 있게 부착된 차축슬리이브(7)를 가진 궤간가변대차에 적용하도록 된 철도차량의 궤간변경장치에 있어서, 상기 차축슬리이브(7)의 외주에 형성된 차축슬리이브쪽 걸림돌기(15A,15B)와, 상기 저널박스(3)의 내면에 형성되어 상기 차축슬리이브(7)가 상기 차륜(9)이 협궤나 표준궤간중 어느 한 궤간에 맞추어 위치할 때 그에 대응해서 상기 걸림돌기(15A,15B)에 선택적으로 걸어맞춰지게 되는 걸림홈(16), 폭이 넓은 궤간의 주행레일(21)과 폭이 좁은 주행레일(22)을 접속시키기 위해 부설된 궤간변경주행레일(23), 이 궤간변경주행레일(23)의 양쪽 옆과 상기 넓은 폭 및 좁은 폭 주행레일(21,22)의 양쪽 옆에 각각 설치되어 상기 궤간가변대차를 차축슬리이브(7)와 상기 차륜(9)에 대해 상대적으로 윗쪽으로 들어올려 상기 차축슬리이브(7)쪽 걸림돌기(15A,15B)와 상기 저널박스(3)쪽 걸림홈(16)의 걸림상태를 해제시키는 차체지지레일(26,27), 상기 저널박스(3)를 상기 차축(4)에 대해 조여 이들 저널박스(3)와 차축(4) 사이의 상대적 상하이동을 저지하면서 상기 궤간가변대차가 상기 궤간변경주행레일(23)로 진입하기 직전에 상기 조임상태를 해제하도록 된 조임부재(18)로 구성되어, 철도차량을 정지시키지 않고 주행도중 궤간을 정밀하게 변경시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간변경장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 차축(4)의 축단부에 원주홈(6)이 형성되는 한편, 상기 저널박스(3)에는 상기 차축(4)의 원주홈(6)으로 진입하는 연장부(17)가 갖춰지고, 상기 조임부(18)에 상기 연장부(17)에 인접해서 상기 차축(4)의 원주홈(6)으로 진입하는 조임부재(18)와 이 조임부재(18)를 상기 차축(4)의 원주홈(6)으로 들어가도록 밀어부치는 코일스프링(20)이 갖춰져, 상기 조임부재(18)가 상기 원주홈(6)으로 진입함에 따른 쐐기작용으로 상기 연장부(17)를 상기 원주홈(6)의 측벽에다 압압해서 상기 저널박스(3)를 상기 차축(4)에 대해 긴밀하게 조여주도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간변경장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 차체지지레일(26)의 측부에 돌출된 조임부재 상승용 안내레일(27)이 갖춰져, 이 안내레일(27)이 쐐기작용을 하는 상기 조임부재(18)를 상기 코일스프링(20)의 밀어부치는 힘에 대항해서 상기 차축(4)의 원주홈(6)으로부터 후퇴시켜 상기 조임상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간변경장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 궤간변경주행레일(23)이, 상기 차축(4)의 측면에 닿도록 이 궤간변경주행레일(23)의 양 옆쪽에 각각 배치된 안내레일(24)과 이 안내레일(24)을 상기 차륜(4)의 측면에 닿도록 밀어부치는 스프링(25)을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간변경장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 차체지지레일(26)에 닿게 되는 상기 저널박스(3)의 하부면인 미끄럼접촉면(3a)에 두께를 조정할 수 있는 라이너(28)가 부착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 가변변경장치.
6. 폭이 넓은 궤간의 주행레일(21)과 폭이 좁은 궤간의 주행레일(22)을 접속시키는 궤간변경주행레일(23)을 주행하는 차륜(9)의 간격을 변경하도록 된 철도차량의 궤간가변대차에 있어서, 대차프레임(1)의 옆쪽빔에 차축스프링(2)을 매개로 현가되어 있는 저널박스(3)와, 이 저널박스(3)에 상하방향으로 이동할 수 있도록 지지된 차축(4), 상기 폭이 넓은 궤간과 상기 폭이 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치로 이동하도록 상기 차축(4)의 외주에 축방향으로 미끄럼이동할 수 있게 정착된 차축슬리이브(7), 이 차축슬리이브(7)에 베어링(11)을 매개로 회전할 수 있게 부착된 차륜(9), 상기 차축슬리이브(7)에 지지되어 있는 상기 차륜(9)을 회전하도록 구동시키는 구동모터(10), 상기 차축슬리이브(7)의 외주에 형성된 차축슬리이브(7)쪽 걸림부재(15A,15B), 상기 저널박스(3)에 형성되어 상기 차축슬리이브(7)가 상기 폭이 넓은 궤간과 상기 폭이 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치에 있을 때에는 상기 차축슬리이브(7)쪽 걸림부재(15A,15B)에 걸어맞춰질 수 있는 한편, 상기 대차프레임의 자중이 상기 저널박스(3)를 매개로 상기 차축슬리이브(7)에 가해졌을 때에는 차축슬리이브(7)쪽 걸림돌기(15A,15B)와 걸어맞춰져 상기 차축슬리이브(7)의 축방향이동을 저지하는 저널박스(3)쪽 걸림홈(16) 및, 상기 저널박스(3)를 상기 차축(4)에 대해 조여 상기 저널박스(3)와 상기 차축슬리이브(7)의 상대적 상하이동을 저지하는 조임부재(18)를 갖추고서, 이 조임부재(18)가 상기 궤간가변대차가 상기 궤간변경주행레일(23)로 진입하기 직전에 상기 조임상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
7. 폭이 넓은 궤간의 주행레일(21)과 폭이 좁은 궤간의 주행레일(22)을 접속시키는 궤간변경주행레일(23)을 주행중에 차륜(9)의 간격을 자동적으로 변경하도록 된 철도차량의 궤간가변대차에 있어서, 대차프레임(1)의 옆쪽빔에 차축스프링(2)을 매개로 현가되고서 상부면에 끼움구멍(32)이 형성된 좌우 한쌍의 저널박스(3)와, 이들 저널박스(3)의 하단면에 형성되어 차륜간격의 변경시에 차체를 지지하는 미끄럼접촉면(3a), 양쪽 끝부분이 각각 상기 한 쌍의 저널박스(3)내에 수용되고서 이 저널박스(3)에 대해 상하방향으로 상대이동할 수 있도록 된 차축(4), 상기 폭이 넓은 궤간과 상기 폭이 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치로 이동하도록 축방향으로 이동할 수 있게 상기 차축(4)의 외주에 밖으로 끼워진 좌우 한쌍의 차축슬리이브(7), 이들 한쌍의 차축슬리이브(7) 각각에 베어링을 매개로 회전할 수 있게 부착된 한쌍의 차륜(9), 상기 한쌍의 차축슬리이브(7)의 외주에 각각 부착되어 상기 저널박스(3)를 매개로 차량의 중량을 받쳐주는 하중지지상부면과 상기 차축(4)이 상대이동할 때 상기 저널박스(3) 내부의 미끄럼접촉안내용 측면을 따라 미끄럼이동측면을 각각 가진 좌우 한쌍의 잠금블럭(13), 이들 각 잠금블럭(13)의 상기 지지상부면에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브(7)가 상기 폭이 넓은 궤간과 상기 폭이 좁은 궤간에 각각 대응하는 위치에 있을 때 상기 저널박스(3)의 상기 끼움구멍(32)에 끼워맞춰지는 2개의 원추형상 돌기(15A,15B) 및, 상기 저널박스(3)의 끼움구멍(32) 주위에 설치되어 상기와 같이 끼워맞춰진 원추형상 돌기(15A,15B)의 주위에 탄성적으로 닿게 되는 돌기용 방진유니트(34)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
8. 제7항에 있어서, 상기 차축(4)의 중앙부에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브(7)가 상기 폭이 좁은 궤간에 대응하는 위치를 넘어 차체의 중앙쪽으로 이동하는 것을 저지하는 차축중앙스토퍼(5)와, 상기 차축(4)의 양쪽 끝부분에 돌출형성되어 상기 차축슬리이브(7)가 상기 폭이 넓은 궤간에 대응하는 위치를 넘어 차축(4) 끝 부분쪽으로 이동하는 것을 저지하는 축단스토퍼(40), 이 축단스토퍼(40)의 양쪽단부에 돌출형성되고서 그 상단부가 원추형상으로 형성된 피안내부재(41), 상기 저널박스(3)에 형성되어 상기 피안내부재(41)의 상하방향이동을 안내하는 안내공동부 및, 이 안내공동부의 상부에 배치되어 상기 피안내부재(41)의 원추형상 상단부(41a) 주위에 탄성적으로 닿게 되는 피안내부재용 방진유니트(43)가 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
9. 제7항에 있어서, 상기 원추형상돌기(15A,15B)가 대체로 같은 직경을 한 소정 높이의 원주부(15a)와 이 원주부(15a)의 양 끝에 연접된 앞으로 갈수록 직경이 좁아지는 뽀족한 원추형성부(15b)로 구성되는 한편, 상기 끼움구멍(32)이 상기 원주부(15a)와 대체로 같은 직경을 하고서 상부 원주부(15a)에 닿도록 된 하부구멍(32a)와 이 하부구멍(32a)보다 훨씬 큰 직경을 가진 상부구멍(32b)을 구성되고, 상기 돌기용 방진유니트(43)가 상기 끼움구멍(32) 주위에 부착되어 상기 원추부(15b) 주위에 탄성적으로 닿도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
10. 제9항에 있어서, 상기 돌기용 방진유니트(43)가 상기 상부구멍(32b) 주위에 고정된 외부링(35)과 이 외부링(35)의 내면에 고정된 방진고무(37) 및 이 방진고무(37)의 내면에 고정된 내부링(36)으로 구성되어, 이 내부링(36)이 상기 원추부(15b)가 상기 끼움구멍에 끼워맞춰질 때 상기 원추부(15b)에 의해 이동하게 되어 방진고무(37)를 변형시키도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
11. 제9항에 있어서, 상기 돌기용 방진유니트(43)가 종단면이 V자형상을 한 링형상 판스프링(51)으로 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
12. 제9항에 있어서, 상기 돌기용 방진유니트(34)가 상기 끼움구멍(32) 주위에 부착된 쐐기형상 링(57)과 상기 상부구멍(32b)에 씌워진 덮개(61) 및 상기 쐐기형상 링(57)의 상부면과 덮개(61) 사이에 배치되어 상기 쐐기형상 링(57)을 아래쪽으로 밀어부쳐주는 스프링(58)으로 구성되어, 상기 원추형상돌기(15A,15B)가 상기 끼움구멍(32)에 끼워맞춰질 때 상기 원추형상돌기(15A,15B)의 원추형상부가 상기 쐐기형상 링(57) 내주면에 끼워맞춰지도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
13. 제8항에 있어서, 상기 피안내부재(41)가 상기 축단스토퍼(40)의 양쪽 측부 바깥쪽으로 연장부형태로 형성되는 한편, 상기 안내공동부는 상기 저널박스(3)의 양 측면에 패어져 형성된 안내홈(47)으로 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
14. 제8항에 있어서, 상기 피안내부재용 방진유니트(43)가, 상기 저널박스(3)의 양쪽 측부에 각각 형성된 개구부(60)에 착탈될 수 있게 장착되어 상기 저널박스(3)쪽으로 오목부가 형성된 박스체(44)와, 이 박스체(44)의 상기 오목부를 따라 부착된 방진고무(45) 및 이 방진고무(45)에 고정되어 상기 피안내부재(41)의 원추형상 상단부(41a)에 닿게 되는 라이너(46)로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
15. 제8항에 있어서, 상기 피안내부재용 방진유니트(43)가, 상기 피안내부재(41)의 원추형상 상단부(41a)의 양끝면 및 양쪽 측면을 각각 탄성력으로 밀어주는 종단면이 V자형상을 한 판스프링(62)으로 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
16. 제8항에 있어서, 상기 피안내부재(41)가 상기 축단스토퍼(40)의 양쪽 측부에 돌출형성된 브라켓(65)으로부터 윗쪽으로 돌출하도록 설치된 피안내핀(66)으로 이루어지는 한편, 안내공동부는 상기 저널박스(3)에 형성되어 상하방향으로 관통된 관통구멍(67)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
17. 제8항에 있어서, 상기 피안내부재용 방진유니트(43)가, 상기 안내공동부의 상부에 고정된 외부링(44)과 이 외부링(44)의 내면에 고정된 방진고무(45) 및 이 방진고무(45)의 내면에 고정된 내부링(46)으로 구성되어, 이 내부링(46)이 상기 피안내부재(41)가 상기 안내공동부로 끼워질 때 상기 피안내부재(41)의 원추형상부(41a)에 의해 상기 방진고무(45)가 변형되도록 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.
18. 제1항에 있어서, 상기 차축슬리이브(7)의 외주면에 형성된 고정자(10a)를 갖고 상기 차축(9)을 회전시키기 위한 구동모터(10)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 철도차량의 궤간가변대차.