KR100638390B1 - 철도차량 및 철도차량용 대차 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 차체를 만들기 쉽고, 또 저소음의 차체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

차체(10)의 바닥(11)에 방진장치(40)로 서브 프레임(50)을 연결하고 있고, 그 서브 프레임(50)으로부터 아래쪽으로 돌출한 중심 핀(60)에 대차(30)를 연결하고 있으며, 상기 서브 프레임(50)에 연결장치(70)를 연결하고 있고, 상기 서브 프레임(50)을 상기 차체(10)의 사이드 빔(12)의 스토퍼(13)에 맞닿을 수 있게 설치하고 있다. 이것에 의하면, 차체의 연결장치(70)를 연결하고 있지 않기 때문에, 바닥(11)의 하면에 견고한 부재를 용접할 필요가 없으므로, 용이하게 차체를 제작할 수 있다. 또 서브 프레임(50)은 방진장치를 거쳐 바닥(11)에 연결되어 있기 때문에, 저소음으로 할 수 있다. 연결장치(70)나 대차(30)로부터의 힘은 사이드 빔에 전달되므로, 구성을 간단하게 할 수 있다.

Description

철도차량 및 철도차량용 대차{RAILWAY CAR AND BOGIE FOR RAILWAY CAR}

도 1은 본 발명의 일 실시예의 평면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도,

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도,

도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 단면도,

도 5는 도 1의 V-V 단면도,

도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ 단면도,

도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 화살표시의 종면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 차체 11 : 바닥

12 : 사이드빔 13 : 토퍼

30 : 대차 40 : 방진장치

41 : 나사로드 41b, 41c : 원형 플랜지

42 : 서포트시트 42b : 플랜지

50 : 서브 프레임 60 : 중심 핀

70 : 연결장치 85 : 스토퍼

본 발명은 철도차량용 객차에 관한 것이다.

철도차량용 객차에서는 특허문헌 1과 같이, 대차에 차체가 탑재되어 있고, 차체와 대차는 대차의 이른바 중심 핀, 연결링크를 거쳐 연결되어 있다. 또 차체는 공기스프링을 거쳐 대차에 탑재되어 있다. 또 차체와 인접하는 차체는 연결장치를 거쳐 연결되어 있다. 주행하는 선두측의 차체로부터 연결장치를 거쳐 뒤쪽의 차체에 연결하고, 또 그 차체로부터 연결장치를 거쳐 다시 뒤쪽의 차체에 힘이 전달된다. 연결장치는 연결기와 연결로드 등으로 이루어진다. 연결장치의 주행방향의 중간에는 탄성체가 있어, 주행방향의 쇼크를 흡수하도록 되어 있다. 또, 그 부분은 차체에 대하여 슬라이딩하여 상하 이동하도록 되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평04-173472호 공보

종래의 철도차량용 객차는 탑승감에서 어려운 점이 있었다. 그 이유는, 대차로부터 발생한 진동은 중심 핀을 거쳐 차체에 전달되어 소음이 발생한다.

또 연결장치의 탄성체의 부분에서 차체에 대하여 슬라이딩하도록 되어 있고, 이 부분에서 궤도의 부정맥에 의한 차체의 상하이동, 좌우이동에 의하여 연결장치가 차체에 충돌하여 소음, 진동을 발생한다.

또 차체(10)에 중심 핀, 연결기를 고정하고 있기 때문에, 차체의 끝부는 견고하게 제작하지 않으면 안되고, 판압이 두꺼운 판을 바닥판에 용접하게 되어 왜곡이 발생 하기 쉬워 용이한 작업은 아니다.

본 발명은 저소음이고, 저렴한 차체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 대차와 차체 사이에, 공간을 거쳐 중심 핀을 가지는 서브 프레임을 설치함으로써 달성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 7에 의하여 설명한다. 도 1은 차체(10)의 바닥(11)을 제외한 평면도이다. 도 6은 우측 절반만을 나타낸다.

하나의 차체(10)는 차체 길이방향의 끝부에 있어서, 서브 프레임(50)을 거쳐 대차(30)에 탑재되어 있다. 즉, 차체(10)와 대차(30) 사이에는 서브 프레임(50)이 있다. 그 서브 프레임(50)은 다수의 방진장치(40, 40, …)에 의해 차체(10)의 바닥(11)에 고정되어 있다. 차체(10)의 바닥(11)은 차체(10)의 길이방향으로 긴 알루미늄합금 압출 중공형재를 차체의 폭방향으로 나열하여 용접이나 마찰교반접합으로 접합한 것이다. 서브 프레임(50)은 알루미늄합금제이다.

방진장치(40)는 바닥(11)의 중공형재에 위쪽으로부터 아래쪽으로 관통하고 있는 나사로드(41), 이것에 아래쪽으로부터 삽입한 서포트시트(42)와, 너트(43), 고무(45, 46)로 이루어진다. 고무(45, 46)는 서브 프레임(50)에 접촉하고 있다. 서브 프레임(50)은 두꺼운 판으로 견고하게 구성되고, 내부는 중공으로 되어 있다. 이 내부는 공기스프링(90)의 공기저장소로 되어 있다.

나사로드(41)는 위쪽으로부터 바닥(11)을 관통하여, 바닥의 위쪽, 아래쪽으로부터 용접되어 있다. 서포트시트(42)는 서브 프레임(50)을 관통하고 있다. 나사로드 (41) 위쪽의 원형 플랜지(41b)는 바닥의 중공형재의 상면 판(11b)에 위쪽으로부터 용접되고, 아래쪽의 원형 플랜지(41c)는 하면 판(11c)에 아래쪽으로부터 용접되어 있다. 판(11b, 11c)에는 원형의 구멍이 있어, 원형 플랜지(41b, 41c)가 삽입되어 있다. 원형 플랜지(41b, 41c)에는 용접용 개선(開先)이 설치되어 있다. 나사로드(41)를 용접한 후, 서포트시트(42) 등을 설치한다. 서포트시트(42)의 아래쪽 플랜지 (42b)의 지름은 관통구멍의 지름보다도 커서, 바닥(11)을 위쪽으로 매달아 올리면 플랜지(42b)가 서브 프레임(50)에 닿아, 서브 프레임(50), 대차(30)를 매달아 올릴 수 있다.

서브 프레임(50)은 비교적 두꺼운 판을 접합하여 견고하게 구성되어 있다. 서브 프레임(50)에는 그 하면으로부터 아래쪽을 향하여 돌출한 소위 중심 핀(60)이 있어 링크(61)를 거쳐 대차(30)에 연결되어 있다.

또, 대차(30) 위쪽과 서브 프레임(50) 하면과의 사이에는 공기스프링(90)이 있다. 공기스프링(90, 90)은 중심 핀(60)의 양쪽에 있다. 공기스프링(90)의 구성, 고정구조 등은 주지와 같다.

또, 서브 프레임(50)에는 공지의 연결로드(연결장치)(70)가 수평방향을 향하여 연결되어 있다. 연결장치(70)의 끝부는 핀(71)으로 서브 프레임(50)에 연결되어 있다. 또 연결장치(70)의 길이방향의 중앙부에는 완충기(73)가 신축 자유롭게 구성되고, 상기 중앙부에는 상하방향으로 이동할 수 있도록 서브 프레임(50)에 가이드(55)가 있다. 가이드(55)와 완충기(73)의 폭 사이에는 비교적 큰 간극이 있다. 완충기(73), 가이드(55) 등의 구성은 공지와 같다. 완충기(73)는 코일형상 스프링, 또는 가요성 고무스프링이다. 완충기(73)와 가이드(55)의 관계는 공지와 같다.

또, 완충기(73)와 연결장치(70)의 선단측은 수평방향의 핀(75), 수직방향의 핀(76)으로 연결되고, 연결장치(70)의 선단측은 수평방향, 수직방향으로 회동할 수 있다. 이 구성은 공지와 같다.

또, 연결장치(70)의 선단측은 서브 프레임(50)에 설치한 받이시트(61)로 고무시트(62)를 거쳐 지지되어 있다. 고무시트(62)는 접촉을 완화하는 것이다. 또 튀어나온 연결장치(70)에 접촉하는 고무시트(61)를 서브 프레임(50)에 설치하고 있다. 받이시트(61)는 탄성체(63)를 거쳐 아래로 매달려 있다.

또, 연결장치(70)의 중간은 받이시트(65), 고무시트(66)를 거쳐 지지되어 있다.

또, 서브 프레임(50)을 위쪽에서 보면, 대략 T 형상이다. T의 상변의 양 끝부[공기스프링(90)이 있는 부근]는 차체(10)의 사이드빔(12) 근방에 위치하고 있다. 상기 T의 양 끝부의 주행방향의 전후에는 상기 T의 양 끝부에 접촉 가능한 스토퍼(13, 13)가 있다. 스토퍼(13)는 견고하게 사이드빔(12)의 측면에 고정되어 있다. 또 스토퍼(13)의 서브 프레임(50)에 맞닿는 면에는 고무시트(14)를 설치하고 있다.

이에 의하여 연결장치(70)로부터의 전후력은 서브 프레임(50)으로부터 차체 (10)의 사이드빔(12)에 전달된다.

또, 상기 T의 양 끝부의 하면과 대차의 위쪽 사이에는 주지의 공기스프링 (90, 90)이 있다. 공기스프링(90)의 위쪽의 서브 프레임(50)과 차체(10)의 바닥(11) 사이에는 슬라이딩장치(80)가 있다. 슬라이딩장치(80)는 작은 지름으로 단면이 원형인 고무제로 이루어지는 둥근 로드(81)와, 이것의 상하면의 판(82, 83)으로 이루어진다. 위쪽의 판(82)은 평판이고, 바닥판(11)의 이면에 수평으로 용접되어 있다. 둥근 로드(81)는 그 축방향이 차체의 주행방향을 향하고 있다. 하면의 판(83)은 다수의 둥근 로드(81)를 유지하는 홈을 다수 설치하고 있다. 서브 프레임(50)의 상면에 용접되어 있다.

상기와 같은 구조에 의하여 차체의 폭방향으로 대차(30)가 선회(pivot)한 경우(차체의 폭방향으로 충격을 받은 경우)에 둥근 로드(81)는 눌려져 대차(30)의 선회를 용이하게 한다. 차 내의 소음을 저하시키기 위하여, 즉 차체의 폭방향의 충격력을 완화하기 위하여 둥근 로드(81)의 축방향을 차체의 길이방향으로 향하고 있다. 이 때문에 폭방향의 충격력에 의해 둥근 로드(81)의 고무는 수축되어 차체에 대한 힘이 경감된다. 그러나 차체의 길이방향의 충격에 대해서는 둥근 로드(81)가 길고 단단하다.

즉 슬라이딩장치는 폭방향의 충격에 대하여 충격을 완화한다. 이것에 의하면 슬라이딩장치(80)를 얇게 구성할 수 있다. 둥근 로드를 사용한 것 뿐만 아니라, 슬라이딩장치는 폭방향과 길이방향의 충격력에 대하여 다른 변형을 하는 것이면 좋다. 예를 들면 지름이 다른 링형상의 실린더를 동심형상으로 설치하고, 실린더와 실린더 사이에 방향에 따라 탄성이 다른 고무부재를 배치한다. 상기 고무부재 원주상에 있는 부분과 없는 부분이 있다. 상기 고무부재는 고무의 위치 또는 탄성율에 의하여 차체의 폭방향과 차체의 길이방향의 탄성율을 변화시킨다. 상기 고무체의 중심의 축은 바닥(11)과 서브 프레임(50)에 고정되어 있다. 또 면진판(flexible plate)을 사용하여도 좋다. 차체 길이방향에 대한 탄성율은, 차체와 서브 프레임으로부터 돌출시킨 스토퍼를 서로 접촉시켜 단단하게 한다.

연결장치(70)를 차체(10)에 고정한 것에 있어서도, 슬라이딩장치(80)를 설치하면 좋다.

또, 가이드(55)와 상기 T의 윗변 사이의 서브 프레임(50)의 폭(차체의 짧은 방향)은 좁아져 있다. 상기 서브 프레임의 폭으로부터 바깥쪽에는 대차(30)의 차륜 (33)의 위쪽으로 돌출한 원호부가 위치하고 있다. 서브 프레임의 바깥쪽에 차륜이 위치하는 것은, 차륜(33)이 상승한 경우일 것이다. 즉, 서브 프레임 폭의 바깥쪽 아래쪽에 차륜(33)이 위치하고 있으면 좋다. 차륜(33)의 위쪽에는 서브 프레임(50)이 없다.

이에 의하여 레일(도시 생략)로부터 차체(10)의 바닥면(11)까지의 거리를 작게 할 수 있게 하고 있다. 이 때문에 레일로부터 바닥(11)까지의 높이를 서브 프레임이 없는 종래의 경우의 바닥 높이와 거의 동일하게 할 수 있다. 도 1은, 다수의 차륜(33)의 이동의 허용범위를 나타내는 것이다.

연결장치(70)는 서브 프레임(50)에 연결되어 있고, 차체(10)에는 방진장치 (40)를 거쳐 간접적으로 연결되어 있기 때문에, 분기(branch)를 통과할 때에 연결장치(70)가 가이드(55)에 닿아 소음이 생겨도 객실 내로의 소음의 전달이 적어진다.

또, 대차(30)로부터 중심핀(60)을 거쳐 차 내로 전달되는 소음도, 서브 프레임(50)은 방진장치(40)를 거쳐 연결되어 있기 때문에, 적게 할 수 있다. 또 서브 프레임(50)은 견고하게 제작할 필요가 있으나, 이것은 차체(10)의 바닥과는 다른 부재이며, 차체(10)에 용접하지 않기 때문에, 차체(10)의 바닥(11)을 간단하게 제작할 수 있는 것이다. 또, 슬라이딩장치(80)의 부분에서 서브 프레임(50)과 바닥(11)은 고무제의 둥근 로드(81)를 거쳐 접하고 있기 때문에, 소음의 전달을 적게 할 수 있다.

서브 프레임(50)의 폭방향의 중앙부의 후단에는 스토퍼(85)가 있다. 스토퍼 (85)는 바닥(11)에 용접되어 있다. 스토퍼(85)는 연결장치(70)로부터 서브 프레임 (50)을 경유한 하중을 지탱한다. 또 스토퍼(85)는 L 형상이며, 서브 프레임(50)에 접촉하여, 하향의 하중을 지탱한다. 스토퍼(85)는 방진장치(40, 40, …)가 파손된 경우를 위하여 있다. 스토퍼(85)가 있는 바닥은 견고하게 설치되어 있다.

또한 스토퍼(85)로 하중을 전달할 수 있으면 스토퍼(13, 1)는 불필요하다. 또 스토퍼(13, 13)로 하중을 전달할 수 있으면, 스토퍼(85)는 없어도 된다.

또 서브 프레임(50)은 사이드 빔(12)에 접촉하고 있기 때문에, 연결장치(70), 대차(30)로부터 전달된 힘은 직접 견고한 사이드 빔(12)에 전달할 수 있어, 차체(10) 바닥(11)의 구성을 간단하게 할 수 있는 것이다.

또한, 슬라이딩장치(80)는 공기스프링(90) 부분 뿐만 아니라, 방진장치(40) 위치의 서브 프레임(50)과 바닥(11) 사이에 각각 설치할 수 있다.

또, 진동을 발생하는 기기(공기압축기, 공기조화장치, 변압기 등)를 서브 프레임(50)에 설치(예를 들면 밑으로 매닮)하면, 그 진동의 차내로의 전달을 경감할 수있다,

또, 서브 프레임(50)의 내부의 공간을 폐모래용 모래저장소, 화장실이나 음용의 물탱크로서 이용할 수 있다.

서브 프레임(50)의 내부의 공간을 소음방지를 위한 방진재료의 설치공간, 구형부재의 충전공간으로서 이용할 수 있다.

또 서브 프레임(50)은 작기 때문에, 차체 바닥의 재료와는 다른 고강도 재료로 용이하게 제작할 수 있다. 이 때문에 서브 프레임으로부터의 진동의 전달을 저감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 차체의 연결장치(70)를 연결하고 있지 않기 때문에, 바닥 (11)의 밑면에 견고한 부재를 용접할 필요가 없으므로, 용이하게 차체를 제작할 수 있다. 또 서브 프레임(50)은 방진장치를 거쳐 바닥(11)에 연결되어 있기 때문에, 저소음으로 할 수 있다. 연결장치(70)나 대차(30)로부터의 힘은 사이드 빔에 전달되므로, 구성을 간단하게 할 수 있다.

Claims (21)

1. 철도차량에 있어서,

   차체의 바닥보다도 아래쪽에, 공간을 두고 서브 프레임이 있고,

   상기 서브 프레임은 상기 차체와 함께 동기하여 상기 차체의 이동방향으로 이동 가능하며,

   상기 서브 프레임으로부터 아래쪽으로 돌출한 중심 핀에 대차를 연결하고 있는 것을 특징으로하는 철도차량.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 차체의 바닥과 상기 서브 프레임은, 방진장치 또는 금속스프링의 복수의 체결장치를 거쳐 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 프레임에, 인접하는 철도차량과 연결하는 연결기 및 완충기 등의 세트로 이루어지는 연결장치를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 서브 프레임은, 상기 연결장치의 선단측을 고무 내지는 금속스프링을 포함하는 탄성체를 거쳐 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 프레임은, 상기 대차의 차륜이 있는 위쪽에는 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 철도차량.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 프레임의 차체의 폭방향의 양측에서, 주행방향의 양측은 상기 차체의 양 사이드 빔에 있는 주행방향의 양측의 스토퍼에 맞닿을 수 있게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 스토퍼는, 상기 차체의 주행방향에 있어서, 상기 서브 프레임의 전단과, 후단에 접촉 가능하고, 상기 사이드 빔의 안쪽 측면에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 프레임은, 압축기를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 프레임은 중공형상이고, 상기 서브 프레임의 내부에 모래, 물, 방진재료, 구형부재, 공기스프링용 공기 중 어느 하나를 삽입하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 서브 프레임은, 상기 차체에 탈착이 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
11. 제 2항에 있어서,

    상기 체결장치는, 열차의 충돌, 탈선, 또는 상기 차체가 크레인에 매달릴 경우에 상기 차체로부터 상기 서브 프레임이 이탈하지 않는 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 철도차량.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 차체의 폭방향으로 상기 서브 프레임이 이동하기 쉽도록 상기 서브 프레임의 폭방향의 단부측의 공기스프링의 위쪽인 동시에, 상기 서브 프레임의 상면과 상기 바닥 사이에 슬라이딩장치를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 슬라이딩장치는, 고무로 이루어지는 복수개의 둥근 로드와, 상기 로드의 위쪽인 동시에 상기 로드에 접하고, 상기 바닥에 고정된 판 및, 상기 로드의 아래쪽인 동시에 상기 로드에 접하고, 상기 서브 프레임에 고정된 받이시트로 이루어지고, 상기 받이시트는 상기 복수개의 둥근 로드를 지지하는 복수의 홈을 구비하고, 상기 둥근 로드 및 상기 홈의 축방향은 상기 차체의 길이방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량.
14. 철도차량에 있어서,

    차체의 바닥보다도 아래쪽에 공간을 두고 설치되는 서브 프레임을 구비하고,

    상기 서브 프레임은 상기 차체와 함께 동기하여 상기 차체의 이동방향으로 이동 가능하며,

    상기 서브 프레임으로부터 아래쪽으로 돌출한 중심 핀에 대차를 연결하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 차체의 바닥과 상기 서브 프레임은, 방진장치 또는 금속스프링의 복수의 체결장치를 거쳐 연결 가능한 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
16. 제 14항에 있어서,

    상기 서브 프레임에 인접하는 철도차량과 연결하기 위한 연결기, 완충기 등의 세트로 이루어지는 연결장치를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 서브 프레임은, 상기 연결장치의 선단측을 고무 내지는 금속 스프링을 포함하는 탄성체를 거쳐 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
18. 제 14항에 있어서,

    상기 서브 프레임은, 상기 대차의 차륜이 있는 위쪽에는 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
19. 제 14항에 있어서,

    상기 서브 프레임의 주행방향의 양측은, 상기 차체의 사이드 빔의 스토퍼에 맞닿을 수 있게 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
20. 제 14항에 있어서,

    상기 서브 프레임은 중공형상이고, 상기 서브 프레임의 내부에 모래, 물, 방진재료, 구형부재, 공기스프링용 공기 중 어느 하나를 삽입하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
21. 제 15항에 있어서,

    상기 체결장치는, 열차의 충돌, 탈선, 또는 상기 차체가 크레인에 매달릴 경우에 상기 차체로부터 상기 서브 프레임이 이탈하지 않는 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.

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