KR101111713B1

KR101111713B1 - 차체 구조

Info

Publication number: KR101111713B1
Application number: KR1020090069802A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 나카무라; 다케시 가와사키; 다카히사 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2012-03-15
Also published as: JP5227234B2; EP2204309B1; JP2010173628A; CN101767595A; CN101767595B; KR20100081264A; EP2204309A1

Abstract

본 발명은 장여를 관통한 배선이나 배관의 부설처리를 용이하게 하여, 부품점수나 제작비용의 증가 등의 종래의 차체 구조가 안고 있는 문제를 해소함과 동시에, 장여의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있는 차체 구조를 제공하는 것이다.

언더프레임(1)에 있어서, 장여(5)의 내부를 관통시킨 센터실의 관통부(10)의 내부 공간을 이용하여 배선?배관(11)이 통과한다. 또, 관통부(10)의 내부에는, 대각선을 따라 연장되는 격벽(13)이 있다. 이것에 의하면, 장여(5)에 종래 사용되고 있던 배선?배관 전용의 관통관을 설치할 필요가 없고, 또, 안티롤링장치로부터의 하중을 격벽(13)이 부담하기 때문에, 장여를 관통한 배선이나 배관의 부설처리를 용이하게 할 수 있어, 부품점수나 제작비용의 증가 등의 종래의 차체 구조가 안고 있는 문제를 해소할 수 있음과 동시에, 장여의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있다.

Description

차체 구조{VEHICLE BODY STRUCTURE}

본 발명은, 언더프레임에 장여(bolster)와 그것에 교차하는 센터실(center sill)을 구비하고 있는 차체 구조에 관한 것이다. 특히, 당해 바닥 밑에 배선이나 배관이 부설되는 차체 구조에 관한 것이다.

최근, 철도차량용으로, 압출성, 내식성, 용접성이 우수한 알루미늄합금이 개발되어 있다. 그것에 따라, 철도차량에서는, 경량화와 제작의 합리화의 면에서, 알루미늄합금제의 대형 형재를 유효하게 활용한 차체가, 현재 주류로 되어 있다. 특히, 철도차량의 바닥부를 구성하는 언더프레임은 큰 차끝 압축 하중을 부담할 필요가 있어, 강도적으로 유리한 알루미늄합금제 중공 압출형재(이하, 중공 압출형재라 한다.)로 언더프레임을 구성한 차체 구조가 고안되어 있다. 이와 같은 차체 구조로서는, 예를 들면 비특허문헌 1에 기재된 차체 구조를 들 수 있다.

차체는, 측면 구조체, 박공 구조체, 지붕 구조체 및 언더프레임으로 구성된다. 이 중, 언더프레임은, 차체 길이방향의 양쪽 끝부에 구비되는 엔드빔(end beam)과, 이 엔드빔에 접속함과 동시에, 차량을 연결하기 위한 연결기를 구비하는 센터실과, 철도차량의 주행장치인 대차와의 결합을 행하기 위한 장여와, 좌석 등을 구비하기 위한 바닥과, 차체 폭 방향의 양쪽 끝부에 구비되는 사이드빔으로 구성된다.

그리고, 상기한 차단 압축 하중을 부담하기 위하여, 언더프레임의 차체 길이방향의 양 차단부(車端部)에 구비된 센터실과 장여를 조합하고, 센터실에 설치한 연결기를 거쳐 차체에 작용하는 큰 하중을 부담할 수 있는 강도를 구비한 차체 구조가 채용되어 있다.

이들 차체 구조예로서, 중공 압출형재의 하면판에 센터실을 용접하는 구조를 들 수 있다(특허문헌 1 참조). 또, 본 출원인은, 복수의 형재에 의해 구성되는 언더프레임을 효율적으로 제작 가능하게 한 언더프레임의 제작방법을 제안하고 있다 (특허문헌 2 참조). 또한, 중공 압출형재의 하면에 장여를 접합한 구조예로서, 상기 비특허문헌 1의 제308페이지에 기재된 차체 구조를 들 수 있다.

종래, 철도차량의 바닥 밑에는, 전원계, 제어계, 고압 공기계 등의 각종 기기가 복잡하게 모인 상태로 설치되어 있다. 이와 같은 상황 하에서, 차체 바닥 밑에는, 이들 기기를 연결하는 배선이나 배관이 배치되어 있으나, 특히 대차의 주위에 있어서, 이들 배선이나 배관을 위한 공간을 충분히 확보할 수 없다. 배선이나 배관을 정리하여 통과시키는 관통관은 바닥 밑 구조를 간소화하는 데 유효한 수단이다. 현재는, 장여에 관통관을 설치하고, 배선이나 배관을 이 관통관을 통하여 뻗어가게 하고 있으나, 장여의 강성과 강도의 저하나 부품점수나 제작비용의 증가 등에 대한 대처까지 충분히는 고려되어 있지 않다.

도 14 내지 도 16에, 종래의 차체 구조의 일례를 나타낸다. 도 14는 종래의 차체 구조의 저면도, 도 15 및 도 16은 각각 도 14에 나타내는 차체 구조의 E-E 단면도와 F-F 단면도이다. 이 차체 구조는, 차체 폭방향으로 늘어선 2개의 센터실(7, 7)을 가지고 있다. 언더프레임(1)에서 2는 바닥, 3은 사이드빔, 4는 엔드빔, 5는 장여, 6은 공기스프링 받침, 8은 연결기 받침, 9는 안티롤링장치 받침이다. 장여(5)의 하면에는, 중심핀 받침(20)이 구비되어 있다. 안티롤링장치는, 차체의 롤링 진동을 억제하기 위한 장치로, 차체와 대차의 사이에 설치된다. 언더프레임(1)의 바닥(2)의 하면에는, 차체 끝부와 차체 중앙부를 연결하는 차체 길이방향으로 연장되는 배선?배관(11)이 배치되어 있고, 배선?배관(11)은, 스트레이트로 배치하여 차체 높이방향으로 부피가 커지지 않도록 하기 위해서도, 차체 폭방향으로 연장되는 장여(5)를 관통하여 통과시킬 필요가 있다. 배선?배관(11)은, 장여(5)에 따로 설치되는 관통관(15)을 통하여 배치된다. 특히 안티롤링장치로부터 높은 하중을 받는 안티롤링장치 받침(9)을 구비하는 장여(5)는 높은 강성과 강도를 필요로 한다. 이 때문에, 장여(5)에는 개구부를 설치하지 않는 쪽이 바람직하나, 관통관(15)을 통과시키는 것에 기인하여 장여(5)의 강성과 강도가 저하한다. 관통관(15)의 갯수가 많을수록 장여(5)의 강성 저하의 경향이 크고, 관통관(15)의 위치가 안티롤링장치 받침(9)에 가까울수록 장여(5)의 강도가 저하한다. 또, 관통관(15)의 설치나 장여(5)의 강성과 강도의 저하에 따르는 보강부재의 설치에 의하여, 부품점수가 증가함과 동시에, 바닥 밑 구조가 복잡해지고, 또 바닥 밑 높이가 커져, 제작비용이 상승한다.

[특허문헌 1]

일본국 실공소57-56929호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특허 제3624527호 공보

[비특허문헌 1]

알루미늄합금과 차량의 경량화(1990년, 니혼 알루미늄 연맹발행), 제308페이지, 320페이지 내지 제368페이지

본 발명의 목적은, 차체 바닥 밑에 각종 기기와 그것들을 연결하는 배선이나 배관이 배치되어 있는 차체 구조에 있어서, 장여를 관통한 배선이나 배관의 부설처리를 용이하게 하고, 부품점수나 제작비용의 증가 등의 종래의 차체 구조가 안고 있는 문제를 해소함과 동시에, 장여의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있는 차체 구조를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 차체 구조는, 언더프레임에 차체 폭방향으로 설치된 장여와, 상기 장여와 교차하고 또한 차체 끝부측를 향하여 차체 길이방향으로 연장하여 설치된 센터실을 구비한 차체 구조에 있어서, 상기 센터실은, 상기 장여의 차체 끝부측으로부터 차체 중앙부측으로 관통하여 교차하는 교차부를 가지고 있고, 상기 센터실의 상기 교차부는, 그 길이방향과 직교하는 단면 내의 대각선을 따라 연장되는 격벽을 가지는 각이 진 통형상 형재인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 차체 구조는, 센터실이 장여를 관통하여 교차하는 교차부를 가지고 있고, 이 교차부의 내부 공간을 이용하여 배선이나 배관을 통과시키는 관통부로 하고 있기 때문에, 종래의 배선?배관 전용의 관통관을 설치할 필요가 없어짐 과 동시에, 안티롤링장치 받침에 작용하는 하중을 센터실 내부에 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치한 격벽으로 부담하기 때문에, 장여의 강성과 강도를 확보하기 위한 보강부재의 설치나 센터실의 판 두께 증가를 불필요하게 할 수 있다.

본 발명의 차체 구조에 의하면, 센터실이 장여를 관통하여 교차하는 교차부를 가지고 있고, 이 교차부의 내부 공간을 이용하여 배선이나 배관을 통과시키는 관통부로 하고 있기 때문에, 종래의 배선?배관 전용의 관통관을 설치할 필요가 없어짐과 동시에, 안티롤링장치 받침에 작용하는 하중을 센터실의 길이방향 수직 단면 내의 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치한 격벽으로 부담하기 때문에, 장여의 강성과 강도를 확보하기 위하여 보강부재를 설치할 필요나 센터실의 판 두께를 증가할 필요가 없다. 따라서, 장여를 관통한 배선이나 배관의 부설처리를 용이하게 하고, 부품점수나 제작비용의 증가 등의 종래의 차체 구조가 안고 있는 문제를 해소함과 동시에, 장여의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여, 본 발명에 의한 차체 구조의 실시형태를 설명한다. 도 1은, 본 발명에 의한 차체 구조의 일 실시형태를 나타내는 저면도(차체의 하면을 대차측에서 본 도), 도 2는 도 1에 나타내는 차체 구조의 A-A 단면도, 도 3은 도 1에 나타내는 차체 구조의 B-B 단면도이다. 도 1 내지 도 3에 나타내는 차체 구조는, 도 14 내지 도 16에 나타낸 차체 구조와 마찬가지로 2개의 센터실을 가지고 있다. 도 1에서는, 길이방향의 한쪽 끝부를 포함하는 부분도로서 차체 구조를 나타내고 있다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 차체 구조에 있어서, 언더프레임(1)은, 복수의 부재를 평면으로 나란히 접합하여 구성한 바닥(2)과, 바닥(2)의 차체 폭방향의 양쪽 끝부에 구비되는 사이드빔(3)과, 바닥(2)의 차체 길이방향의 양쪽 끝부에 구비되는 엔드빔(4), 그리고, 바닥(2)의 하면에 설치한 장여(5) 및 센터실(7)로 구성된다. 상세하게 도시는 하지 않으나, 바닥(2)은 복수개의 중공 압출형재로 이루어지는 부재의 길이방향을 차체의 길이방향을 따라 평면으로 나열하여, 인접하는 부재끼리의 폭방향의 끝부를 접합함으로써 구성된다. 통상, 바닥(2)은, 인접하는 부재의 상면 및 하면, 즉 양면을 용접하여 접합된다. 사이드빔(3, 3)은, 바닥(2)의 차체 폭방향 양쪽 끝부에 차체 길이방향을 따라 배치되어 있다. 각 사이드빔(3)은 중공 압출형재이고, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 바닥(2)보다 수직치수가길게 구성되어 있다. 엔드빔(4)은, 그 길이방향을 바닥(2)의 차체 길이방향 끝부를 따르게 하여 배치되어 있다.

장여(5)는, 바닥(2) 하면의 엔드빔(4)으로부터 소정거리만큼 떨어진 차체 길이방향 중앙부 근처에 구비되고 있다. 장여(5)는, 대차에 의해 차체가 지지되는 위치에 설치되어 있고, 사이드빔(3, 3) 사이에, 차체 폭방향의 전체 길이에 걸쳐 구성되어 있다. 장여(5)는, 차체 길이방향으로 소정 폭을 가지고 있고, 그 양쪽 끝부분에는 공기 스프링 받침(6)이 배치되어 있다. 차체 중량은, 바닥(2)의 하면에 설치된 장여(5)에 구비된 공기 스프링 받침(6)의 위치에서, 대차가 구비하는 공기 스프링(도시 생략)을 거쳐 대차에 지지된다.

엔드빔(4)과 장여(5)의 사이에는, 2개의 센터실(7, 7)이 차체 폭 중심선에 대하여 대칭 배치된 상태에서, 차체 길이방향으로 연장되는 형태로 설치되어 있다. 센터실(7, 7)의 차체 길이방향 끝부 위치에는, 인접한 차량과 연결하기 위한 연결기(도시 생략)가 설치되는 연결기 받침(8)이 설치된다. 센터실(7, 7)의 차체 길이방향 중앙부측의 끝부는, 장여(5)와 교차하여 결합된다. 장여(5)에는, 공기 스프링 받침(6, 6)의 근방, 이 예에서는 공기 스프링 받침(6, 6)의 차체 길이방향 중앙 근처의 공간에, 차체의 롤링 진동을 억제하는 안티롤링장치(도시 생략)를 고정하기 위한 안티롤링장치 받침(9, 9)이 설치되어 있다. 연결기를 거쳐 작용하는 차단 압축 하중은, 연결기 받침(8)을 유지하는 센터실(7, 7)을 지나 바닥(2)과, 센터실(7, 7)에 결합되는 장여(5)에 전달된다.

본 실시형태에서는, 센터실(7)은 장여(5)를 관통하여 교차하고 있고, 센터실(7)과 장여(5)의 교차부가 관통부(10)로 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)은, 길이방향과 직교하는 단면에서 보아 대각선을 따라 연장되는 격벽(13)을 일체물로서 내부에 가지는 중공의 직사각형 단면의 중공 압출형재로 구성되어 있다. 격벽(13)은, 센터실(7)의 바닥(2)측의 차체 폭방향 중앙부측의 모서리부(7a)에서 바닥(2)과 반대측의 차체 폭방향 끝부측의 모서리부(7b)를 향하여 대각선형상으로 설치되어 있다. 즉, 센터실(7)의 장여(5)와의 교차부인 관통부(10)의 내부 공간은, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측과 차체 길이방향 중앙부측을 연통하는 공간을 구성하고 있다. 그리고, 분단된 복수의 장여(5)와 이들 센터실(7, 7)을 접합함으로써, 차체 폭방향 전체 길이에 걸쳐 장여가 형성되어 있다. 이 구조에 의하여, 차체 길이방향으로 관통되는 배선?배관(11)은, 관통부(10)의 부분을 포함하여 센터실(7)의 중공이 된 내부 공간을 이용하여 차체 길이방향으로 뻗어가고 있다. 관통부(10)의 차체 길이방향 중앙부측은, 개구단(12)으로서 개방되어 있다.

장여(5)와 센터실(7)은, 그것들의 상면이 바닥(2)의 하면에 접합되어 있고, 센터실(7)의 바닥(2)측의 모서리부(7a, 7a')는 바닥(2)의 중공 압출형재의 면판(2a)과 리브(2b)의 교점 근방에 접합되어 있다. 그리고, 장여(5)와 센터실(7)의 양쪽의 하면에 걸쳐 중심핀 받침(20)을 구비하기 위하여, 장여(5)의 두께 치수(차체 높이방향의 치수)와 센터실(7)의 두께 치수(차체 높이방향의 치수)를 일치시켜 평면을 구성하고 있다. 여기서 표시되는 센터실(7)을 장여(5)에 관통시킨 구성은, 센터실(7)의 길이방향 수직단면 형상과 갯수에 의하지 않고, 대략 동일한 두께 치수의 센터실(7)과 장여(5)를 접합함으로써 차체 폭방향의 전체 길이에 걸쳐, 센터실(7)과 장여(5)의 양쪽에 걸치는 연속면을 가지는 장여를 이룬다. 또, 이 예에서는, 관통부(10)의 위치를 제외한 센터실(7)은 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)을 그대로 연장하여 한쪽의 측면과 격벽(13)을 제거한 ㄷ형 단면이나, ㄷ형 단면, 일부에 개구를 가지는 중공단면, I형 단면 등의 다른 부재를 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)에 접합하여도 된다. 또한, 센터실(7)의 두께 치수(차체 높이방향의 치수)가 장여(5)의 두께치수(차체 높이방향의 치수)보다 작은 경우에도, 센터실(7)과 장여(5)의 교차부를 상기한 구성으로 함으로써, 배선?배관(11)이 센터실(7)의 내부를 관통하는 관통부로 할 수 있다.

이와 같은 구성에서는, 장여(5)에 배선?배관 전용의 관통관을 구비할 필요가 없기 때문에, 부품점수나 제작비용을 저감할 수 있다. 또, 관통부(10)의 위치 에서의 센터실(7)의 내부에 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치한 격벽(13)이 안티롤링장치 받침(9)에 작용하는 하중을 부담하기 때문에, 장여(5)의 강성과 강도를 확보하기 위한 보강부재의 설치나 센터실(7)의 판 두께 증가를 불필요하게 할 수 있고, 장여(5)의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있다. 이 원리는, 이하와 같이 설명할 수 있다.

도 4에 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부에 격벽(13)이 설치되지 않는 경우의 도 1에 나타내는 차체 구조에 있어서의 A-A 단면도를 나타내고, 도 5에 도 4에 나타내는 차체 구조에 안티롤링장치로부터의 하중(14)이 작용한 경우의 변형도(도 1에서 視G)를 나타낸다. 센터실(7)의 바닥(2)측의 모서리부(7a', 7a')가 바닥(2)의 중공 압출형재의 면판(2a)과 리브(2b)의 교점 근방에 접합되어 있다. 차체의 롤링 진동이 발생하였을 때, 이 진동을 억제하기 위하여, 한쪽의 안티롤링장치 받침(9)에는 상방향, 다른쪽의 안티롤링장치 받침(9)에는 하방향의 하중이 작용한다. 즉, 바닥(2), 장여(5), 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)에는 두께방향(차체 높이방향)의 전단 하중이 작용한다. 그 때, 차체 길이방향으로 연속된 공동을 가지고 있는 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)은, 전단 하중을 충분히 지지할 수 없어 크게 전단 변형되고, 그 주변의 장여(5)는 강도적으로 심각한 상태가 된다. 이것을 방지하기 위해서는, 보강부재의 설치나 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 판 두께 증가가 필요하게 되어, 부품점수나 제작비용의 증가로 연결된다. 한편, 도 6에, 도 2에 나타내는 차체 구조에 안티롤링장치로부터의 하중(14)이 작용한 경우의 변형도(視G)를 나타낸다. 두께 방향(차체 높이방향)의 선단 하 중에 대한 주응력 방향인 45도에 가까운 각도로 배치된 격벽(13)이, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 전단 변형을 효율적으로 억제한다. 또, 안티롤링장치 받침(9)의 근방과 바닥(2)의 중공 압출형재의 면판(2a)과 리브(2b)의 교점 근방을 격벽(13)으로 결합하고 있기 때문에, 안티롤링장치로부터의 하중(14)을 원활하게 바닥(2)에 전달할 수 있다. 즉, 장여(5)의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있다.

또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측의 근방 위치에서의 센터실(7)은 ㄷ형 단면이고, 센터실(7)을 따라 뻗어가게 되어 있는 배선?배관(11)은, ㄷ형 단면의 개방면으로부터 끌어 넣어지고, 관통부(10)의 위치에 서의 센터실(7)의 내부를 관통하여, 관통부(10)의 차체 길이방향 중앙부측의 개구단(12)(도 1 참조)으로부터 언더프레임(1)의 차체 길이방향 중앙부측으로 연장하여 설치된다. 즉, 이들 배선?배관(11)은, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부를 통하여, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측으로부터 차체 길이방향 중앙부측까지 연장되도록 뻗어가고 있다.

도 7 및 도 8은, 본 발명에 의한 차체 구조의 다른 실시형태를 나타내는 도면으로서, 도 1에 나타내는 차체 구조의 A-A 단면도이다. 도 7에 나타내는 실시예는 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 격벽(13)이 도 2에 나타내는 실시예와 반대의 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치되어 있고, 도 8에 나타내는 실시예는 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 격벽(13)이 양쪽의 대각선을 따라 연장되는 상태로 동시에 설치되어 있다. 모두, 도 2에 나타내는 실시예와 동일한 효과를 가지 는 것이다.

또, 도 9 내지 도 11도에 나타내는 차체 구조는, 차체 폭방향의 중앙에 1개의 센터실을 가지는 실시형태이다. 도 9는 차체 폭방향의 중앙에 1개의 센터실을 가지는 차체 구조의 저면도, 도 10 및 도 11은 각각 도 9에 나타내는 차체 구조의 C-C 단면도와 D-D 단면도이다. 도 9 내지 도 11에 나타내는 차체 구조는, 센터실과 그것에 관한 장여의 구조 이외의 다른 차체 구조에 대해서는 도 1 내지 도 3에 나타낸 차체 구조와 바뀐 곳은 없기 때문에, 도 1 내지 도 3에 나타낸 차체 구조와 동일한 구성요소에 관한 상세한 설명을 생략한다.

도 9 내지 도 11에 나타내는 언더프레임(1)은, 1개의 센터실(7)이 장여(5)와 차체 폭방향 중앙부 위치에서 교차하고 있다. 센터실(7)은 장여(5)를 관통하여 연장되어 있고, 센터실(7)과 장여(5)의 교차부는 관통부(10)로 되어 있다. 이 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)은, 길이방향과 직교하는 단면에서 보아 대각선을 따라 모서리부(7a)와 모서리부(7b)에 걸쳐 연장되는 격벽(13)을 일체물로 하여 내부에 가지는 중공의 직사각형 단면의 중공 압출형재로 구성되어 있다. 즉, 센터실(7)의 장여(5)와의 교차부인 관통부(10)의 내부 공간은, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측과 차체 길이방향 중앙부측을 연통하는 공간을 구성하고 있다. 센터실(7)은, 관통부(10)의 위치에서 장여(5)에 용접으로 결합되어 있다. 차체 길이방향으로 관통되는 배선?배관(11)은, 관통부(10)의 부분을 포함하여 센터실(7)의 중공이 된 내부 공간을 이용하여 뻗어가고 있다. 장여(5)와 센터실(7)은, 그것들의 상면이 바닥(2)의 하면에 접합되어 있고, 센터실(7)의 바닥(2)측의 모서리부(7a, 7a')는 바닥(2)의 중공 압출형재의 면판(2a)과 리브(2b)의 교점 근방에 접합되어 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측의 근방 위치에서의 센터실(7)에는 그 양 측면에 개구부가 형성되어 있고, 센터실(7)의 바깥쪽으로 뻗어가고 있는 배선?배관(11)은, 개구부를 통하여 관통부(10)의 위치에서의센터실(7)의 내부를 관통하고, 관통부(10)의 차체 길이방향 중앙부측의 개구단(12)(도 9 참조)으로부터 언더프레임(1)의 차체 길이방향 중앙부측으로 연장하여 설치된다. 즉, 이들 배선?배관(11)은, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부를 통하여, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측으로부터 차체 길이방향 중앙부측까지 연장되도록 뻗어가고 있다. 또한, 도 9 내지 도 11에 나타내는 실시형태에서는, 격벽(13)은 한쪽의 대각선을 따라서만 설치되어 있으나, 상기한 실시형태에서 도 7 또는 도 8에 나타낸 바와 같이, 다른쪽의 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치하여도, 또는 양쪽의 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치하여도 되는 것은 분명하다.

도 12 및 도 13은, 본 발명에 의한 차체 구조의 또 다른 실시형태를 나타내는 도면으로서, 도 1의 A-A 단면도 및 B-B 단면도이다. 도 12 및 도 13에 나타내는 언더프레임(1)은, 센터실(7) 및 장여(5)의 상면이 바닥(2)의 면판(2c)까지 들어 올려져 있고, 철도차량의 바닥부가 센터실(7), 장여(5) 및 바닥(2)으로 구성되어 있다. 이 구성 이외의 다른 차체 구조에 대해서는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 차체 구조와 바뀐 곳은 없기 때문에, 도 1 내지 도 3에 나타낸 차체 구조와 동일한 구성 요소에 관한 상세한 설명을 생략한다.

센터실(7)의 바닥(2)측의 차체 폭방향 중앙부측의 모서리부(7a, 7a')와 바닥(2)의 면판(2c)은 용접에 의해 접합되어 있고, 바닥부가 형성되어 있다. 또, 장여(5)의 상면도, 그 차체 길이방향 끝부에서, 바닥(2)의 면판(2c)과 용접에 의해 접합되어 있고, 바닥부가 형성되어 있다. 이에 의하여, 도 12에 나타내는 바와 같이, 센터실(7)의 교차부의 길이방향으로 수직한 단면 전체를 관통부(10)로 하여, 배선?배관(11)을 그 내부에 설치하고 있다.

또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측의 근방 위치에서의 센터실(7)은 ㄷ형 단면이다. 그리고, 센터실(7)을 따라 뻗어가고 있는 배선?배관(11)은, 장여(5)의 근방에서, 센터실(7)의 ㄷ형 단면의 개방면과 바닥(2)과의 간극(7c)으로부터 센터실(7)의 내부로 끌어 넣어져, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부를 관통하고, 관통부(10)의 차체 길이방향 중앙부측의 개구단(12)(도 1 참조)으로부터 언더프레임(1)의 차체 길이방향 중앙부측으로 연장되어 설치된다. 즉, 이들 배선?배관(11)은, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부를 통하여, 장여(5)의 차체 길이방향 끝부측으로부터 차체 길이방향 중앙부측까지 연장되도록 뻗어가고 있다.

이와 같은 구성에서는, 장여(5)에 배선?배관 전용의 관통관을 구비할 필요가 없기 때문에, 부품점수나 제작비용을 저감할 수 있다. 또, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부에 대각선을 따라 연장되는 상태로 설치한 격벽(13)이 안티롤링장치 받침(9)에 작용하는 하중을 부담하기 때문에, 장여(5)의 강성과 강도를 확보하기 위한 보강부재의 설치나 센터실(7)의 판 두께 증가를 불필요하게 할 수 있어, 장여(5)의 강성과 강도를 효율적으로 확보할 수 있다. 또한, 언더프레임(1)의 두께를 작게 할 수 있는 이점이 있다. 또, 언더프레임(1)의 두께가 도 1에 나타낸 차체 구조와 동일하면, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 공간을 언더프레임(2)의 두께에 상당하는 정도 넓게 할 수 있어, 관통부(10)의 위치에서의 센터실(7)의 내부를 통과시키는 배선?배관(11)의 양을 늘릴 수 있다.

플랫폼의 높이가 낮은 경우에는, 차량측에서도 바닥 높이가 낮아진다. 바닥높이가 낮은 차량에서는, 장여의 두께 치수(차체 높이방향의 치수)를 크게 취할 수 없는 경향이 있다. 장여에만 차체 길이방향으로 연장되는 관통관을 설치하는 것만으로는 충분한 수의 배선이나 배관을 통과시킬 수 없으나, 본 발명에 의하면, 충분한 단면 넓이를 가지는 센터실을 통하여 배선이나 배관을 뻗어가게 할 수 있다. 또, 관통관과 센터실의 관통부를 병용함으로써, 더욱 많은 배선이나 배관을 뻗어가게 할 수도 있다.

본 발명의 기술적 범위는, 특허청구 범위의 각 청구항에 기재된 문언 또는 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재된 문언에 한정되지 않고, 당업자가 그것으로부터 용이하게 치환되는 범위에도 미치는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 차체 구조의 일 실시형태를 나타내는 저면도,

도 2는 도 1에 나타내는 차체 구조의 A-A 단면도,

도 3은 도 1에 나타내는 차체 구조의 B-B 단면도,

도 4는 본 발명에 의하지 않은 차체 구조인 언더프레임의 A-A 단면도,

도 5는 도 4에 나타내는 차체 구조의 변형도(視G),

도 6은 도 2에 나타내는 차체 구조의 변형도(視G),

도 7은 본 발명에 의한 차체 구조의 다른 실시형태를 나타내는 A-A 단면도,

도 8은 본 발명에 의한 차체 구조의 다른 실시형태를 나타내는 A-A 단면도,

도 9는 본 발명에 의한 차체 구조의 다른 실시형태를 나타내는 저면도,

도 10은 도 9에 나타내는 차체 구조의 C-C 단면도,

도 11은 도 9에 나타내는 차체 구조의 D-D 단면도,

도 12는 본 발명에 의한 차체 구조의 또 다른 실시형태를 나타내는 A-A 단면도,

도 13은 본 발명에 의한 차체 구조의 또 다른 실시형태를 나타내는 B-B 단면도,

도 14는 종래의 차체 구조인 언더프레임의 저면도,

도 15는 도 14에 나타내는 차체 구조의 E-E 단면도,

도 16은 도 14에 나타내는 차체 구조의 F-F 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 언더프레임 2 : 바닥

2a, 2c : 면판 2b : 리브

3, 3 : 사이드빔 4 : 엔드빔

5 : 장여 6, 6 : 공기 스프링 받침

7, 7 : 센터실 7a, 7a', 7b, 7b' : 모서리부

7c : 간극 8 : 연결기 받침

9, 9 : 안티롤링장치 받침 10, 10 : 관통부

11 : 배선?배관 12, 12 : 개구단

13 : 격벽 14 : 하중

15 : 관통관 20 : 중심핀 받침

Claims

언더프레임에 차체 폭방향으로 설치된 장여(bolster)와, 상기 장여와 교차하고 차체 끝부측을 향하여 차체 길이방향으로 연장하여 설치된 센터실(center sill)을 구비한 철도차량용 차체 구조에 있어서,

상기 센터실은, 상기 장여의 차체 끝부측으로부터 차체 중앙부측으로 관통하여 교차하는 교차부를 가지고 있고,

상기 센터실의 상기 교차부는, 그 길이방향과 직교하는 단면 내의 대각선을 따라 연장되는 격벽을 가지는 각이 진 통형상 형재이며,

상기 장여와 교차하지 않는 부분의 상기 센터실에서, 상기 센터실의 수직방향 상면측을 제외한 어느 하나의 면에 개구가 설치되어 있고,

상기 개구를 통하여 상기 각이 진 통형상 형재의 내부에 배선이나 배관이 통과시켜져 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항에 있어서,

상기 격벽이, 상기 각이 진 통형상 형재의 수직방향 윗쪽측의 차체 폭방향 중앙부측 또는 차체 폭방향 끝부측 중 어느 한쪽의 모서리부로부터 수직방향 아래 쪽측의 모서리부를 향하여 대각형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항에 있어서,

상기 격벽을, 수직방향 윗쪽측의 차체 폭방향 양쪽의 모서리부로부터 각각 수직방향 아래쪽측의 차체 폭방향 양쪽의 모서리부를 향하여 대각형상으로 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구로부터, 상기 각이 진 통형상 형재의 내부를 관통하는 배선이나 배관을 끌어 넣고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센터실을, 차체 폭방향으로 나열하여 배치된 2개 구조로 한 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센터실을, 차체 폭방향의 중앙에 배치된 1개 구조로 한 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 장여는 상기 센터실에 의하여 분단되어 있고, 분단되어 있는 상기 장여와 상기 센터실을 접합함으로써 차체 폭방향 전체 길이에 걸쳐, 상기 장여가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

언더프레임 바닥을, 2매의 면판과 그것들을 접속하는 복수의 리브로 이루어지는 중공 압출형재로 구성하고 있고,

상기 바닥의 수직방향 아래쪽에 배치한 상기 각이 진 통형상 형재의 상기 바닥에 맞닿는 모서리부를, 상기 면판과 상기 리브의 교점 근방에 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센터실 및 상기 장여는, 당해 센터실 및 장여의 상면이 언더프레임 바닥의 면판까지 들어 올려져 있고, 상기 언더프레임 바닥의 일부를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 9항에 있어서,

상기 센터실의 차체 폭방향측의 모서리부와 상기 장여의 차체 길이방향 끝부는 상기 언더프레임 바닥의 면판과 용접에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 장여의 차체 폭방향 양쪽 끝부에, 공기 스프링 받침과 안티롤링장치 받침을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 차체 구조.
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