KR100899380B1

KR100899380B1 - 수송기

Info

Publication number: KR100899380B1
Application number: KR1020070082895A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 나카무라; 세이이치 하야시; 다케시 가와사키; 도시하루 미야모토
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-05-26
Also published as: DE602007008054D1; CN101274634A; CN101274634B; EP1975032A1; KR20080089128A; JP2008247256A; US20080236440A1; EP1975032B1; JP4966712B2; ATE475573T1

Abstract

본 발명은 충돌시의 충격 레벨에 따라 충격 흡수재의 기능을 온/오프하여, 충격 흡수재의 교환을 빈발시키지 않는 충격흡수구조를 제공하는 것이다.

충격흡수장치(10A)를 구성하는 하중 작용부(11)의 이면에는 하중 전달로드(12)와 충격흡수재(13)가 결합되어 있다. 하중 전달로드(12)는 충격흡수재의 중심을 관통하고, 지지부(14)에 대하여 반경방향을 향하여 연장되는 핀(15)을 거쳐 결합되어 있다. 충격흡수재(13)의 후단은 지지부(14)에 간극을 거쳐 대면하고 있다. 핀(15)에는 노치홈(21)이 설치되어 있다. 저하중 작용시에는 하중 작용부(11)로부터 하중 전달로드(12), 핀(15), 지지부(14)를 통하여 기기 본체에 하중이 전달되기 때문에 충격흡수재(13)에 하중이 전달되지 않는다. 고하중 작용시에는 핀(15)이 노치홈(21)을 기점으로 하여 파단되고, 지지부(14)에 폐쇄판(17)의 표면이 닿기 때문에 충격흡수재(13)에 하중이 전달되어 유효하게 충격을 흡수할 수 있다.

Description

수송기{TRANSPORTER FOR LAND VEHICLES}

본 발명은 철도차량이나 모노레일카 등의 레일차량이나 자동차 등, 충돌에 의한 충격의 발생이 예측되는 수송기에 관한 것이다. 본 발명은 특히 충돌시의 충격을 흡수하기 위하여 충격 흡수특성이 뛰어난 재료로 구성한 충격흡수재로 이루어지는 충격 흡수장치를 구비한 수송기에 관한 것이다.

최근, 철도차량에서는 충돌시의 승무원 및 승객의 안전을 확보하기 위하여 충돌시의 충격을 흡수하는 크러셔블존을 설치하는 것이 요망되고 있다. 이것에 대하여 선두차(가장 후미차를 포함한다. 이하 동일) 및 중간차의 차체 길이방향 끝부에 충격흡수장치를 설치하여 충돌시에 차체의 끝부에 작용하는 하중을 차체의 최단부에 설치한 흡수재로 부담하여 충격을 완화하고자 하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).

특허문헌 1에 기재된 구조에서는 차체의 끝부에 작용하는 크고 작은 여러가지 하중을 차체의 최단부에 설치한 충격흡수재로 부담하게 된다. 이 때문에 충격을 유효하게 흡수하도록 충격흡수재를 찌그러지기 쉬운 구조로 한 경우, 작은 충돌이 발생할 때마다 충격흡수재에 하중이 작용하여 그때 그때 충격흡수재의 교환이 필요하게 되어 운행의 방해나 비용의 증가가 발생할 염려가 있다. 또 이것을 피하기 위하여 충격흡수재를 강고한 구조로 한 경우, 충격흡수 특성이 악화되어 큰 충돌이 발생하였을 때에 충격흡수재가 유효하게 기능하지 않을 염려가 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특허제3725043호 공보

따라서 충격흡수장치를 구비한 수송기에서 작은 충돌에서는 충격흡수재가 기능하지 않도록 충돌시의 충격레벨에 따라 충격흡수장치의 충격흡수재의 기능을 온/오프시키는 점에서 해결해야 할 과제가 있다.

본 발명의 목적은 충돌시의 충격의 레벨에 따라 충격흡수재의 기능을 온/오프하여 충격흡수재의 교환을 빈발시키지 않는 충격흡수장치를 구비한 수송기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 충격을 흡수하는 충격흡수장치를 구비한 수송기에 있어서, 상기충격흡수장치는 저하중 작용시에는 충격흡수재에 하중을 전달하지 않도록 오프되어 있고, 고하중 작용시에는 상기 충격흡수재에 하중을 전달하도록 온되어 충격을 흡수함으로써 달성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 충격하중이 저하중인 경우에는, 충격흡수재에는 하중이 전달되지 않기 때문에, 하중이 충격흡수재에 작용하지 않아 충격흡수재에 찌그러짐이 생기는 일이 없어진다. 따라서 종래의 충격시마다 찌그러짐이 생기는 충격흡수재의 경우에 강권되고 있던 충격흡수재를 교환하여 신품으로 하는 수고나 비용이 발생하지 않는다.

충격하중이 고하중인 경우에는 하중이 충격흡수재에 작용하여 충격흡수재가 붕괴되어(온) 충격을 흡수한다.

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 의거하여 설명한다.

도 3에서 철도차량 구조체(5)는 상면을 구성하는 지붕 구조체(1), 측면을 구성하는 2매의 측면 구조체(2, 2), 하면을 구성하는 언더프레임(3), 끝면을 구성하는 2매의 박공 구조체(4, 4)로 구성된다. 지붕구조체(1), 측면 구조체(2, 2), 언더프레임(3), 박공 구조체(4, 4)는, 각각 복수의 압출형재를 접합하여 구성되어 있다. 지붕 구조체(1), 측면 구조체(2, 2), 언더프레임(3)을 구성하는 압출형재는 알루미늄합금제의 중공형재이며, 그것들의 압출방향은 철도차량 구조체(5)의 전후방향에 일치하고 있다. 박공 구조체(4, 4)를 구성하는 압출형재는, 알루미늄합금제의 리브부착 형재이며, 그 압출방향은 철도차량 구조체(5)의 상하방향과 일치하고 있다. 철도차량 구조체(5)의 길이방향 끝부의 언더프레임(3)의 하면에는 상기 길이방향을 향하여 충격흡수장치(10A)가 설치되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 충격흡수장치(10A)는 하중 작용부(11), 하중 전달부재로서의 하중 전달로드(12), 충격흡수재(13), 지지부(14), 하중 전달로드(12)와 지지부(14)를 연결하는 연결장치로 이루어진다.

충격흡수재(13)는 충격흡수 특성이 뛰어난 재료(예를 들면 A6063S-T5)로 구성한 단면이 8각형상의 중공 압출형재이다. 충격흡수재(13)에 대한 하중 작용방향은 도 1에서 우측에서 좌단측이다. 충격흡수재(13)는 중공 압출형재의 압출방향이 하중 작용방향에 일치하도록 배치되어 있다. 중공 압출형재의 전단에는 폐쇄 판(16), 후단에는 폐쇄판(17)이 용접되어 있다. 폐쇄판(16, 17) 및 충격흡수재(13)에는 각각 중앙에 충격방향(하중 작용방향)을 따라 구멍이 형성되어 있고, 이들 구멍의 내부를 하중 전달로드(12)가 관통하고 있다.

충격흡수재(13)는 도 2에 나타내는 바와 같이 8각형의 안쪽의 내통(13a)과, 8각형의 바깥쪽의 외통(13b)과, 양자를 접속하는 복수의 판(13c)으로 이루어져 있다. 내통(13a) 내를 관통하는 하중 전달로드(12)의 전단은, 하중 작용부(11)의 이면에 용접되어 있다. 충격흡수재(13)의 전단이 폐쇄판(16)은, 하중 작용부(11)에 대하여 볼트, 너트(18)에 의하여 체결되어 있다. 충격흡수재(13)의 후단은 간극을 거쳐 지지부(14)에 대면하고 있다.

하중 작용부(11)는, 충격하중을 받는 부분이며, 알루미늄합금제의 후판으로 구성되어 있다. 또한 충격흡수장치(10A)는 도 1에서는 우측이 앞쪽이다.

또, 충격흡수재(13)의 후단부에는 지지부(14)가 배치되어 있다. 지지부(14)는 철도차량 구조체(5)의 언더프레임(3)의 하면에 고정되어 있다. 지지부(14)는 충격흡수재(13)를 철도차량 구조체(5)의 언더프레임(3)에 연결하는 부재이다. 지지부(14)는 충격하중에 의하여 붕괴되지 않아도 좋다.

지지부(14)의 전단부(도 1에서 우측)와 하중 전달로드(12)의 후단부(도 1에서 좌측)는, 지지부(14) 및 하중 전달로드(12)에 대하여 반경방향으로 관통하는 핀(15)으로 연결되어 있다. 본 예에서는 핀(15)이 결합장치로 되어 있다.

핀(15)은 하중 전달로드(12)에 뚫린 구멍(19) 및 지지부(14)에 뚫린 구멍(20)을 통과하고 있다. 핀(15)에는 하중 전달로드(12)의 외면과 지지부(14)의 내면과의 사이의 외면에서, 노치홈(21)이 설치되어 있다. 핀(15)에 충격하중이 작용하였을 때 핀(15)은 노치홈(21)이 형성된 부분에서 파단되기 쉽게 되어 있다.

또, 지지부(14)의 전단측의 표면은 폐쇄판(17)의 외형과 대략 동일형상이며, 이들 양 부재(14, 17) 사이에는 간극이 형성되어 있다.

이와 같은 구조에서는 충격흡수재(13)의 기능은 충돌시의 충격의 레벨에 따라 온/오프한다.

즉, 저하중 작용시에는 하중 작용부(11)에 가해진 하중은 충격흡수재(13)의 후단이 지지부(14)에 대하여 들떠 있기 때문에 충격흡수재(13)에는 하중은 작용하지않는다. 이 상태를 오프라고 한다.

한편, 하중 작용부(11)로부터 고하중이 하중 전달로드(12), 핀(15)에 작용하면 핀(15)이 노치홈(21)이 형성된 부분에서 파단하여 하중 전달로드(12)가 지지부(14) 내로 삽입되어 간다. 이 핀(15)이 파단된 상태를 온이라고 한다.

핀(15)이 파단되었을 때에는 지지부(14)의 전단부에 폐쇄판(17)이 닿아 충격흡수재(13)에 하중이 전달된다. 이에 의하여 충격흡수재(13)의 내통(13a), 외통 (13b) 및 양자를 접속하는 복수의 판(13c)이 지지부(14)에 충돌하고, 충격흡수재(13)는 많은 소좌굴을 일으켜 주름상자형상으로 눌려 찌그러져 붕괴되어, 유효하게 충격을 흡수할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 작은 충돌이 발생하였을 때에는 가령 핀(15)이 변형되어도 양 부재(14, 17)의 사이에는 간극이 형성되어 있기 때문에 충격흡수재(13)는 변형을 받지 않기 때문에 핀(15)의 교환을 할 필요는 있어도 충격흡수 재(13)의 교환을 할 필요는 없다. 또한 큰 충돌이 발생하였을 때의 충격흡수재(13)의 기능부족의 발생을 회피할 수 있다.

또, 본 구조에 의하면 큰 충돌이 발생한 후에도 볼트, 너트(18)의 벗겨냄에 의하여 폐쇄판(16, 17)을 포함한 충격흡수재(13)와 핀(15)을 교환하는 것만으로 충격흡수장치(10A)를 다시 구성할 수 있다.

또한 고하중이 작용하였을 때, 지지부(14)도 붕괴되도록 구성하여 고하중을 흡수시키도록 구성할 수 있다.

다음에 본 발명의 다른 실시예를 도 4에 의거하여 설명한다. 도 4에 나타내는 충격흡수구조(10B)에서는 도 1 내지 도 3에 나타내는 실시예의 구성요소 및 부위와 동등한 것에는 동일부호를 붙이는 것으로 재설명을 생략한다(이하의 다른 실시예에 대해서도 동일). 이 실시예는, 상기 실시예의 도 1의 하중 작용부(11)를 본체에 결합하기 위한 지지부(14)로 하고, 도 1의 지지부(14)를 하중 작용부라고 하고 있다. 이것은 이하의 실시예에서도 마찬가지로 할 수 있다.

도 4에 나타내는 실시예는 레일차량의 수송기에서는 레일차량의 언더프레임과 레일이 있는 노면과의 사이에 설치되어 노면의 장해물을 제거하는 배장기에 적용할 수 있다.

도 4에서 하중 작용부(11)로부터 하중 전달재(11b)가 하중 흡수재(13)를 향하여 돌출되어 있다. 하중 전달재(11b)와 하중 흡수재(13)는 간극을 거쳐 대면하고 있다. 하중 전달재(11b)는 하중 작용부(11)에 용접되어 있다.

하중 전달로드(12)와 하중 전달재(11b)는 핀(15)으로 연결되어 있다. 핀(15)에는 하중에 의하여 파단되기 쉽게 노치홈(21)이 있다.

본 발명의 다른 실시예를 도 5에 의거하여 설명한다. 도 5에 나타내는 충격흡수구조(10C)는 도 1의 실시예에서 지지부(14)와 폐쇄판(17)을 용접으로 결합하고, 하중 작용부(11)와 폐쇄판(16)의 사이에 간극을 설치하여 하중 전달로드(12)의 결합장치인 핀(15)을 하중 작용부(11)와의 사이에 설치한 것에 상당한다.

이와 같은 구조에서는 붕괴되는 충격흡수재(13)가 지지부(14)에 용접되어 있기 때문에 큰 충돌이 발생[즉, 충격흡수재(13)가 붕괴]한 후의 메인티넌스성이 약간 악화되나, 도 1의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 물론, 충격흡수재(13)를 지지부(14)에 볼트, 너트로 결합하여도 좋다. 볼트의 축방향은 충격의 작용방향이다. 볼트이면 충격을 받은 경우도 충격흡수제의 교환이 용이하다.

본 발명의 또 다른 실시예를 도 6 및 도 7에 의하여 설명한다. 도 6 및 도 7에 나타내는 충격흡수구조(10D)는 도 1의 실시예에서 지지부(14)와 폐쇄판(17)을 용접으로 결합하고, 하중 작용부(11)와 폐쇄판(16)의 사이에 간극을 설치한 것에 상당한다.

본 발명의 다른 실시예를 도 8 및 도 9에 의거하여 설명한다. 도 8 및 도 9에 나타내는 충격흡수구조(10E)는 도 1의 실시예에서 하중 전달부재로서 충격흡수재(13) 내의 중공부에 관통시키도록 설치되어 있던 하중 전달로드(12) 대신에, 원통형상의 하중 전달통(22)을 설치한 것이다. 하중 전달통(22)은 하중 작용부(11)와 용접으로 결합되고, 충격흡수재(13)의 바깥 둘레와 지지부(14) 중, 충격흡수재(13)에 근방부분의 바깥 둘레를 덮고 있다.

지지부(14)의 전단부(도 8에서 우측)와 하중 전달통(22)의 후단부(도 8에서 좌측)는, 지지부(14) 및 하중 전달통(22)을 반경방향으로 관통하는 핀(15)에 의하여 연결되어 있다. 핀(15)은 하중 전달통(22)에 형성된 구멍(23) 및 지지부(14)에 형성된 구멍(20)을 통과하고 있다. 핀(15)에서 하중 전달통(22)의 내면과 지지부(14)의 외면과의 사이에 위치하는 부분의 외면에는 노치홈(21)이 형성되어 있다. 핀(15)에 충격하중이 작용할 때, 핀(15)은 노치홈(21)이 형성되어 있는 부분에서 파단되기 쉽게 되어 있다.

이와 같은 구성에서는 충격흡수재(13) 및 지지부(14)의 바깥 둘레를 하중 전달통(22)으로 덮고 있기 때문에 외관을 향상할 수 있다. 또 고하중 작용시에 붕괴되는 충격흡수재(13)로부터의 작은 조각의 비산을 적게 할 수 있다.

도 8 및 도 9의 실시예에서는 지지부(14)에 대하여 간극을 거쳐 충격흡수재(13)가 대면하고 있으나, 도 6의 실시예와 같이 충격흡수재(13)를 지지부(14)에 용접하여 하중 작용부(11)의 사이에 간극을 설치하여 대면시켜도 좋다.

충격흡수재(13)와 하중 작용부(11) 또는 작용부(14)의 결합을 용접으로 바꾸어 볼트, 너트로 하는 경우에는 충격흡수재(13)의 교환을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예를 도 10 및 도 11에 의거하여 설명한다. 도 10 및 도 11에 나타내는 충격흡수구조(10F)는 도 1의 실시예에서 하중 전달로드(12)와 지지부(14)를 핀(15)이 아니라, 결합용 부재(24, 25)를 거쳐 볼트(27) 및 너트(28)로 결합한 것이다. 하중 전달로드(12)의 후단은 결합용 부재(24)를 관통시킨 후, 결합용 부재(24)에 용접된다. 이 용접은 지지부(14)를 언더프레임(3)의 하면에 고정 하기 이전에 행한다.

또, 지지부(14)를 언더프레임(3)의 하면에 고정하기 이전에 지지부(14)의 전단에 용접한 결합용 부재(25)와 하중 전달로드(12)의 후단에 용접한 결합용 부재(24)에 볼트(27)를 통과시켜 개구(30)에서 스패너로 볼트(27)의 머리를 조인다. 볼트(27)의 너트(28)는 지지부(14)와 폐쇄판(17) 사이의 간극에서 스패너를 작용시킨다.

이와 같은 구조에서는 고하중의 충돌이 발생한 경우, 볼트(27)가 파단되어 충격흡수재(13)가 지지부(14)에 접촉하여 충격을 흡수할 수 있다. 이것에 의하면 폐쇄판(16, 17)을 포함한 충격흡수재(13), 볼트, 너트(27, 28)의 교환만으로 되기 때문에 가공품의 핀(15)을 교환하는 경우와 비교하여 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또, 볼트(27)의 인장강도는 구입시의 밀시트로 확인할 수 있기 때문에, 충격흡수장치(10)의 품질의 안정을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 1의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 2는 도 1의 II-II 단면도,

도 3은 철도차량 구조체의 사시도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 4의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 5의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 6의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 7은 도 6의 VII-VII 단면도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 8의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 9는 도 7의 IX-IX 단면도,

도 10은 본 발명의 다른 실시예의 충격흡수장치의 측면도로서, 도 10의 하부(b)는 상부(a)의 A-A 단면도,

도 11은 도 10의 XI-XI 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지붕 구조체 2 : 측면 구조체

3 : 언더프레임 4 : 박공 구조체

5 : 철도차량 구조체 10A∼10F : 충격흡수장치

11 : 하중 작용부 11b : 하중 전달재

12 : 하중 전달로드 13 : 충격흡수재

14 : 지지부 15 : 핀

16, 17 : 폐쇄판 18 : 볼트, 너트

19, 20, 23 : 구멍 21 : 노치홈

22 : 하중 전달통 24, 25 : 결합용 부재

27, 28 : 볼트, 너트 30 : 개구

Claims

삭제
충격을 흡수하는 충격흡수재를 가지는 충격흡수장치를 구비한 수송기에 있어서,

상기 충격흡수장치는, 저하중 작용시에는 상기 충격흡수재에 하중을 전달하지 않도록 오프되어 있고, 고하중 작용시에는 상기 충격흡수재에 하중을 전달하도록 온되어 충격을 흡수하고,

상기 충격흡수장치는, 충격하중을 받는 하중 작용부와, 상기 수송기의 본체에 설치한 지지부와, 상기 지지부와 상기 하중 작용부의 사이에서 상기 지지부와 상기 하중 작용부와의 한쪽에 결합되고, 또한 다른쪽에 결합되지 않고 간극을 거쳐 대면하여 설치된 충격흡수재와, 상기 하중 작용부 및 상기 지지부에 결합된 하중 전달부재와, 상기 하중 전달부재를 상기 하중 작용부 또는 상기 지지부에 결합하는 결합장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 하중 전달부재는, 상기 충격흡수재의 내부를 관통하는 상태에서 상기 결합장치를 거쳐 상기 지지부에 결합되어 있는 하중 전달로드, 또는 상기 충격흡수재 및 상기 지지부의 바깥 둘레를 둘러싼 상태에서 상기 결합장치를 거쳐 상기 지지부에 결합되어 있는 하중 전달통인 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 결합장치는, 상기 하중 전달부재가 하중을 전달하는 방향을 축방향으로 할 때의 상기 하중 전달부재의 반경방향을 향한 핀인 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 하중 전달부재는, 상기 충격흡수재의 내부를 관통하는 상태에서 상기 결합장치를 거쳐 상기 지지부에 결합되어 있는 하중 전달로드, 또는 상기 충격흡수재 및 상기 지지부의 바깥 둘레를 둘러 싼 상태에서 상기 결합장치를 거쳐 상기 지지부에 결합되어 있는 하중 전달통이고,

상기 결합장치는, 상기 하중 전달부재가 하중을 전달하는 방향을 축방향으로 할 때의 상기 하중 전달부재의 반경방향을 향한 핀이고,

상기 핀은, 상기 지지부와 상기 하중 전달부재와의 사이에 위치하는 부분에서 바깥 둘레에 노치홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 결합장치는, 상기 하중 전달부재의 후단부를 상기 지지부의 전단부에 결합한 상기 하중 전달부재의 길이방향을 따른 볼트, 너트인 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 충격흡수재와 상기 하중 작용부 또는 상기 지지부와의 결합은 볼트, 너트로 행하고 있는 것을 특징으로 하는 수송기.
제 2항에 있어서,

상기 하중 작용부는, 상기 수송기와 그 수송기가 주행하는 노면과의 사이에 상기 수송기에 배장기로서 설치되어 있고,

상기 충격흡수장치는, 상기 하중 작용부의 고하중에 의하여 온되고, 붕괴되어 하중을 흡수하는 것을 특징으로 하는 수송기.