KR101232387B1 - 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치에 관한 것으로; 관절대차에 대한 주행을 모사할 수 있는 주행시험대와; 상기 관절대차에 연결되는 부수 차체 및 부수 반차체와; 상기 부수 차체의 후방 경계조건을 설정하기 위한 후방 경계조건 설정수단과; 상기 부수차체의 후방에 연결되어 차량의 주행방향 거동을 구속하기 위한 주행방향 구속수단과; 상기 부수 반차체의 전방을 구속하는 전방 구속 수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 관절대차를 주행시험대 상에서 시험이 가능하므로 관절대차를 주로 사용하는 고속철도차량의 주행안정성을 시험할 수 있어 동력객차 대차 등 단부대차만을 이용한 시험에서 관절대차에 대한 시험으로 확장하여 고속철도차량의 좀 더 정확한 주행안정성 시험 및 평가를 할 수 있는 효과가 있다.

Description

주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치 {Apparatus for testing the driving stability of the articulated bogies using the drive testing stand}

본 발명은 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 주행시험대를 활용하여 관절대차의 주행안정성을 시험하고 평가하기 위한 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 대형수송수단으로서 점진적으로 그 이용인원이 증가함에 따라 그 중요성이 확대되고 있으며, 전국적인 연결망을 갖도록 건설 또는 운영되고 있는바, 이와 같은 철도의 양적팽창에 따라 철도의 이용자는 성능, 안정성, 쾌적성 및 기술력 확보 등 질적 서비스의 향상을 요구하고 있는 실정이다.

이와 같은 요구에 부합하기 위해 철도차량의 대차의 주행성능을 시험하기 위한 시도가 많이 이루어지고 있다.

한편, 최근에는 고속으로 대단위 승객을 먼 거리까지 짧은 시간 내에 수송하기 위해 고속철도가 건설 운영되고 있다.

이와 같은 고속철도차량은 시속 300Km 이상의 고속으로 주행하는 열차로서, 주로 두 차체 사이에 연접하게 설치되는 관절대차(연접대차)가 구비된다.

그런데, 현재 상기 관절대차에 대한 주행성능에 대한 시험을 할 수 있는 주행성능 시험장치가 제시된 바 없어 관절대차가 구비되는 고속철도차량의 주행안정성을 정확하게 시험 및 평가하지 못하고 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 일대차 방식의 주행시험대를 이용하여 고속철도차량에 주로 적용되는 관절대차의 주행안정성을 시험할 수 있는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

관절대차에 대한 주행을 모사할 수 있는 주행시험대와; 상기 관절대차에 연결되는 부수 차체 및 부수 반차체와; 상기 부수 차체의 후방 경계조건을 설정하기 위한 후방 경계조건 설정수단과; 상기 부수차체의 후방에 연결되어 차량의 주행방향 거동을 구속하기 위한 주행방향 구속수단과; 상기 부수 반차체의 전방을 구속하는 전방 구속 수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 후방 경계조건 설정수단의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 부수 차체는 후방측에 위치하고 부수 반차체는 전방측에 위치하도록 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방 경계조건 설정수단은; 상기 높이 조절수단에 연결되어 상하방향으로 이동 및 고정 가능한 평면 고정판과, 상기 평면 고정판의 상부 표면에 내부 삽입 형식으로 일정간격을 유지하며 구비되는 다수의 볼캐스터와, 상기 볼캐스터의 상부에 안착되어 평면운동이 가능한 평면 이동판과, 상기 평면 이동판이 움직임이 발생하면 상기 평면 이동판이 원위치로 복귀시키는 복원 스프링과, 상기 평면 이동판과 부수차체를 연결하는 2차현가장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 복원 스프링은 상기 평면 이동판의 좌우 측면과 평면 고정판 사이에 취부되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 주행방향 구속수단은; 지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제1지지대와, 상기 부수 차체의 후단에 차량 연결기로 연결되는 주행방향 구속 봉과, 상기 주행방향 구속용 제1지지대와 주행방향 구속 봉을 연결하는 구형조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주행시험대는 상측에 철도차량의 주행을 모사하기 위한 궤조륜이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 부수 반차체는; 웨이트 블록 적재함과, 상기 웨이트 블록 적재함에 적재되어 상기 부수 반차체의 중량을 조절하기 위한 웨이트 블록으로 이루어지며, 상기 웨이트 블록 적재함의 전단에 상기 전방 구속수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전방 구속수단은; 지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제2지지대와, 상기 부수반차체의 전단에 일체로 결합되는 회전암과, 상기 회전암과 제2지지대 사이에 연결되는 구형조인트 및 선형조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 선형 조인트의 단부에는 상기 제2지지대로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈 방지용 지그가 더 장착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 부수 차체의 후방에는 후방대차가 구비되고, 상기 후방대차가 상기 후방 경계조건 설정수단에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 관절대차를 주행시험대 상에서 시험이 가능하므로 관절대차를 주로 사용하는 고속철도차량의 주행안정성을 시험할 수 있어 동력객차 대차 등 단부대차만을 이용한 시험에서 관절대차에 대한 시험으로 확장하여 고속철도차량의 좀 더 정확한 주행안정성 시험 및 평가를 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 후방 경계조건 설정수단과 높이 조절수단을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 주행방향 구속수단을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 부수 반차체 및 전방 구속수단을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 후방 경계조건 설정수단을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 후방 경계조건 설정수단과 높이 조절수단을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 주행방향 구속수단을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 부수 반차체 및 전방 구속수단을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치는 고속철도차량에 주로 적용되는 관절대차(100)의 주행안정성을 시험하고 평가하기 위하여 활용된다.

이와 같은 본 발명에 따른 주행안정성 시험장치는 관절대차(100)에 대한 주행안정성 시험을 할 수 있도록 관절대차(100)에 대한 주행을 모사할 수 있는 주행시험대(110)와, 상기 관절대차(100)에 2차현가장치(102) 및 센터 피봇에 의해 연결되어 있는 부수 차체(120) 및 부수 반차체(130)와, 상기 부수 차체(120)의 후방 경계조건을 설정하기 위한 후방 경계조건 설정수단(140)과, 상기 후방 경계조건 설정수단(140)의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절수단(150)과, 상기 부수 차체(120) 후방에 차량 연결기(161)로 연결되어 차량의 주행방향 거동을 구속하기 위한 주행방향 구속수단(160)과, 상기 부수 반차체(130)의 전복 등을 방지하기 위한 전방 구속 수단(170)으로 구성된다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

먼저, 주행안정성 시험을 위해서는 관절대차(100)를 주행시험대(110) 상에 설치하게 된다. 상기 주행시험대(110)는 상측에 궤조륜(112)을 구비하고 있으며, 상기 궤조륜(112)의 회전을 철도차량의 주행방향{즉, 부수 차체(120)의 주행방향}과 일치하는 방향으로 회전을 시키면 철도차량의 주행이 모사된다.

이때, 상기 관절대차(100)는 중앙 상측에 2차현가장치(102) 및 센터 피봇(미도시됨)이 구비되어 부수 차체(120)와 부수 반차체(130)가 연결된다. 상기 부수 차체(120)는 후방측에 위치하고 부수 반차체(130)는 전방측에 위치한다.

그리고, 상기 부수 차체(120)의 후방에는 도 2에 도시된 바와 같이 후방 경계조건을 설정하기 위한 후방 경계조건 설정수단(140)과, 상기 경계조건 설정수단의 높낮이를 조절할 수 있는 높이 조절수단(150)이 구비된다.

이와 같은 후방 경계조건 설정수단(140)은 상기 높이 조절수단(150)에 연결되어 상하방향으로 이동 및 고정 가능한 평면 고정판(141)과, 상기 평면 고정판(141)의 상부 표면에 내부 삽입 형식으로 일정간격을 유지하며 구비되는 다수의 볼캐스터(142)와, 상기 볼캐스터(142)의 상부에 안착되어 평면운동이 가능한 평면 이동판(143)과, 상기 평면 이동판(143)이 움직임이 발생하면 상기 평면 이동판(143)을 원위치로 복귀시키는 복원 스프링(144)과, 상기 평면 이동판(143)과 부수차체(120)를 연결하는 2차현가장치(145)로 구성된다.

이때, 상기 평면 고정판(141)은 상기 높이 조절수단(150)의 상측에 장착되어 볼캐스터(142) 및 복원 스프링(144)을 지지하는 기능을 한다.

그리고, 상기 평면 이동판(143)은 상기 볼캐스터(142) 위에 안착되어 볼캐스터(142)의 안내를 받으며 전후/좌우 병진운동 및 회전운동 등과 같은 평면 운동이 가능하며 복원 스프링(144)에 의해 지지되어 상기 평면 이동판(143)이 원위치를 벗어난 경우 원위치로 되돌아 온다.

이때, 상기 복원 스프링(144)은 상기 평면 이동판(143)의 좌우 측면과 평면 고정판(141) 사이에 취부되는 것으로, 판스프링이나 코일스프링 등과 같은 다양한 형태의 스프링으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 복원 스프링(144)이 평면 이동판(143)의 횡방향, 전후방향, 회전방향 모두 일정한 복원력을 부가할 수 있다.

이와 같은 후방 경계조건 설정수단(140)은 상기 관절대차(100)의 동적 거동에 의해 부수 차체(120)의 거동이 발생하였을 때 부수 차체(120)의 거동이 후방에서 구속되지 않고 원활한 거동이 이루어질 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

특히, 상기 관절대차(100)만이 주행시험대(110) 상에 장착되는 시험구조상 후방 경계조건 설정수단(140)은 부수 차체(120)의 거동을 원활히 하는 중요한 역할을 한다.

한편, 상기 다수개의 볼캐스터(142) 뿐만 아니라 볼트랜스퍼를 평면 고정판(141)에 장착함도 가능하고, 상기 복원 스프링(144)은 공기스프링 또는 댐퍼류를 사용함도 가능한 것으로, 이들은 모두 본 발명의 권리범위 내의 균등한 구성으로 이해된다.

그리고, 상기 높이 조절수단(150)은 주행 성능을 평가받고자 하는 관절대차(100)와 부수차체(120) 및 부수 반차체(130)의 조립을 원활히 하기 위하여 인터페이스 지그를 사용하는 경우 인터페이스 지그의 높이만큼 후방 경계조건 설정수단(140)의 높이를 조절할 수 있고, 후방 경계조건 설정수단(140)의 높이를 조절한 후 시험 중 높이가 변하지 않도록 고정할 수 있다.

한편, 상기 주행방향 구속수단(160)은 부수 차체(120)의 주행방향 거동을 구속하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제1지지대(162)와, 상기 부수 차체(120)의 후단에 차량 연결기(161)로 연결되는 주행방향 구속 봉(164)과, 상기 주행방향 구속용 제1지지대(162)와 주행방향 구속 봉(164)을 연결하는 구형조인트(166)로 이루어진다.

이때, 상기 주행방향 구속용 제1지지대(162)와 주행방향 구속 봉(164) 사이에는 구형 조인트(166)로 연결되어 주행방향 구속 봉(164)이 부수 차체(120)의 거동을 저해하지 않게 된다.

따라서, 상기 주행방향 구속수단(160)은 철도차량의 주행방향으로 부수 차체(120)가 주행하면 관절대차(100)의 윤축(104)과 주행시험대(110)의 궤조륜(112) 사이에 존재하는 미세한 회전속도 차에 의해 부수 차체(120)가 전진하지 못하도록 구속하는 역할을 한다.

그리고, 상기 부수 차체(120)의 전방에는 도 4에 도시된 바와 같이 부수 반차체(130) 및 전방 구속수단(170)이 구비된다.

상기 부수 반차체(130)는 웨이트 블록 적재함(132)과, 상기 웨이트 블록 적재함(132)에 적재되어 상기 부수 반차체(130)의 중량을 조절하기 위한 웨이트 블록(134)으로 이루어진다.

이와 같은 부수 반차체(130)는 전방 구속수단(170)을 구성하는 회전암(172)이 용접 또는 나사결합 등의 방식으로 일체로 결합된다.

이때, 상기 전방 구속수단(170)은 지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제2지지대(174)와, 상기 부수 반차체(130)의 전단에 일체로 결합되는 회전암(172)과, 상기 회전암(172)과 제2지지대(174) 사이에 연결되는 구형조인트(176) 및 선형조인트(178)로 이루어진다.

즉, 상기 부수 반차체(130)의 전단에 결합되는 회전암(172)은 전방 구속수단(170)의 제2지지대(174)에 장착되되, 구형 조인트(176)와 선형 조인트(178)의 조합으로 구성되어 부수 반차체(130)의 회전은 구형 조인트(176)를 중심으로 이루어지며, 상기 관절대차(100)의 횡방향 거동시 발생하는 부수 반차체(130)의 주행방향 이동은 선형 조인트(178)를 통해 대응하게 된다.

그리고, 상기 선형 조인트(178)의 단부에는 이탈 방지용 지그(179)가 장착되어 상기 회전암(172)이 제2지지대(174)로부터 이탈되어 상기 부수 차체(120) 또는 부수 반차체(130)가 주행시험대(110)에서 낙하하거나 전복되는 것을 방지한다.

또한, 상기 웨이트 블록 적재함(132)이 관절대차(100)와 연결되는 지점과 회전암(172)이 구형 조인트(176)와 연결되는 지점 사이의 거리를 상기 부수 차체(120) 길이의 1/2이 되도록 회전암(172)의 길이를 설정하면 부수 반차체(130)의 기하학적 회전 중심은 가상의 차체의 회전 중심과 일치되어 좀더 정확한 주행안정성을 평가할 수 있다.

한편, 상기 후방 경계조건 설정수단(140)은 부수 차체(120)의 후방대차를 탈거하고 평면 이동판(143)을 부수 차체(120)와 2차현가장치로 연결하여 주행 안정성을 평가하지만, 도 5에 도시된 바와 같이 부수 차체(120)의 후방대차(180)를 탈거하지 아니하고 후방대차(180) 자체를 평면 이동판(143)에 장착한 상태에서 주행 안정성을 시험할 수 있다.

물론, 이 경우에는 높이 조절수단(150)의 조절을 통한 후방 경계조건 설정수단(140)의 높낮이 조절을 통해 이루어질 수 있는 것으로, 부수 차체(120)의 후방 하측에 후방대차(180)가 일체로 연결되는 구조에서 이루어짐은 당연하다.

이와 같은 본 발명에 따른 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치를 이용해 관절대차(100)의 주행 안정성 시험 및 평가를 신뢰성을 갖고 수행할 수 있어 고속철도차량의 주행안정성을 좀더 정확하게 시험 및 평가할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100: 관절대차 110: 주행시험대
112: 궤조륜 120: 부수 차체
130: 부수 반차체 132: 웨이트 블록 적재함
134: 웨이트 블록 140: 후방 경계조건 설정수단
141: 평면 고정판 142: 볼캐스터
143: 평면 이동판 144: 복원 스프링
145: 2차현가장치 150: 높이 조절수단
160: 주행방향 구속수단 162: 제1지지대
164: 주행방향 구속 봉 166: 구형조인트
170: 전방 구속 수단 172: 회전암
174: 제2지지대 176: 구형조인트
178: 선형조인트 180: 후방대차

Claims (11)

1. 관절대차에 대한 주행을 모사할 수 있는 주행시험대와;
   상기 관절대차에 연결되는 부수 차체 및 부수 반차체와;
   상기 부수 차체의 후방 경계조건을 설정하기 위한 후방 경계조건 설정수단과;
   상기 부수차체의 후방에 연결되어 차량의 주행방향 거동을 구속하기 위한 주행방향 구속수단과;
   상기 부수 반차체의 전방을 구속하는 전방 구속수단;으로 구성되되,
   상기 부수 반차체는 웨이트 블록 적재함과, 상기 웨이트 블록 적재함에 적재되어 상기 부수 반차체의 중량을 조절하기 위한 웨이트 블록으로 이루어지고,
   상기 웨이트 블록 적재함의 전단에 상기 전방 구속수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 후방 경계조건 설정수단의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 부수 차체는 후방측에 위치하고 부수 반차체는 전방측에 위치하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 후방 경계조건 설정수단은;
   상기 높이 조절수단에 연결되어 상하방향으로 이동 및 고정 가능한 평면 고정판과, 상기 평면 고정판의 상부 표면에 내부 삽입 형식으로 일정간격을 유지하며 구비되는 다수의 볼캐스터와, 상기 볼캐스터의 상부에 안착되어 평면운동이 가능한 평면 이동판과, 상기 평면 이동판이 움직임이 발생하면 상기 평면 이동판이 원위치로 복귀시키는 복원 스프링과, 상기 평면 이동판과 부수차체를 연결하는 2차현가장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 복원 스프링은 상기 평면 이동판의 좌우 측면과 평면 고정판 사이에 취부되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 주행방향 구속수단은;
   지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제1지지대와, 상기 부수 차체의 후단에 차량 연결기로 연결되는 주행방향 구속 봉과, 상기 주행방향 구속용 제1지지대와 주행방향 구속 봉을 연결하는 구형조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 주행시험대는 상측에 철도차량의 주행을 모사하기 위한 궤조륜이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 상기 전방 구속수단은;
   지면 또는 벽체에 설치되는 주행방향 구속용 제2지지대와, 상기 부수반차체의 전단에 일체로 결합되는 회전암과, 상기 회전암과 제2지지대 사이에 연결되는 구형조인트 및 선형조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 선형 조인트의 단부에는 상기 제2지지대로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈 방지용 지그가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 부수 차체의 후방에는 후방대차가 구비되고, 상기 후방대차가 상기 후방 경계조건 설정수단에 장착되는 것을 특징으로 하는 주행시험대를 이용한 관절대차의 주행안정성 시험장치.
    

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