KR101242146B1 - 손상방지 기능을 갖는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이드 외판 변형유도 프레임에 관한 것으로, 특히 철도차량의 사이드 외판을 보강하기 위해 설치되는 프레임에 변형 유도부를 형성하여 철도차량 간 혹은 철도차량과 다른 중량물과의 충돌(crash)이 발생했을 경우, 사이드 외판의 변형을 바깥 측으로 이루어지도록 함으로써, 프레임이 실내 측으로 변형되는 것을 방지하여 탑승객 또는 철도차량 내의 주요 기기들의 손상을 방지하는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임에 관한 것이다. 구성은 중간 부분으로 철도차량의 차량과 차량의 충돌 또는 차량과 중량물의 충돌시 사이드 외판의 변형을 외부로 이루어지도록 하기 위해 변형유도부가 형성되는 철도차량용 외판 변형유도 프레임에 있어서, 상기 변형유도부는 상부와 하부 양측으로 홈이 형성되고, 상기 홈과 홈 사이에는 바깥쪽으로 굽힘이 용이하도록 꺾임 밴드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

손상방지 기능을 갖는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임{A railway car side shell variation induction frame has a damage prevention function}

본 발명은 사이드 외판 지지를 위한 프레임에 관한 것으로, 특히 철도차량의 사이드 외판을 보강하기 위해 설치되는 프레임에 변형 유도부를 형성하여 철도차량 간 혹은 철도차량과 다른 중량물과의 충돌(crash)이 발생했을 경우, 사이드 외판의 변형을 바깥 측으로 이루어지도록 함으로써, 사이드 프레임과 지지를 위한 프레임이 실내 측으로 변형 돌출되는 것을 방지하여 탑승객 또는 철도차량 내의 주요 기기들의 손상을 방지하는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량의 측면 외판 즉, 사이드 외판의 내측으로는 강도 보강 등을 위한 지지 프레임이 설치되고 있다.

상기 프레임은 사이드 외판의 골격을 이루는 하나로서, 철도차량의 차체의 중량 등에 의한 수직하중, 각종 반력 등에 의한 변형이나 비틀림, 인장, 압축 및 진동에 의한 국부적 또는 전체적인 파손으로부터 충분히 지탱할 수 있어야 하고, 또한 철도차량이 충돌하게 되는 경우 발생하는 충돌에너지를 충분히 흡수할 수 있는 구조로 되어야 한다.

종래의 사이드 외판을 지지하도록 내측에 설치되는 프레임은 도 1에 도시된 바와 같이, 철도차량의 사이드 외판(300) 내측으로는 수직 강도를 유지함과 동시에 출입구(310)와 창문(320) 측의 외관에 작용하는 변형을 방지하기 위해 설치된 지주(150)와, 상기 지주(150)의 사이에는 단면이 개략 사다리꼴 또는 ㄷ자 형상으로 이루어지는 프레임(100)이 수평으로 형성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 사이드 외판(300)을 지지하기 위한 프레임(100)은 단면으로 볼 때, 사다리꼴 또는 ㄷ자 형상의 돌기가 상기 사이드 외판(300)의 내측으로 향하도록 설치됨과 동시에 길이 방향 전체가 동일한 단면 형상을 이루고 있기 때문에 철도차량의 충돌이 발생할 경우 사이드 외판(300)과 프레임(100)이 실내 측으로 꺾여지도록 변형이 되는 취약한 구조를 이루고 있어 승객 또는 주요 기기들을 손상시키는 문제점이 있었다.

또한, 철도차량이 충돌하게 되는 경우 발생하는 충돌에너지를 충분히 흡수할 수 있는 구조를 이루고 있지 않아 과도한 충격력이 차체 전체로 전달되어 인명과 기기들의 손상을 확대시키는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 철도차량의 충돌시 발생하는 충돌에너지를 분산, 흡수하고 충격력을 사이드 외판의 외측으로 유도함으로써, 원활한 충돌력의 유도를 통해 승객과 철도차량 내부의 주요 기기들의 안전과 손상을 방지하는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중간 부분으로 철도차량의 차량과 차량의 충돌 또는 차량과 중량물의 충돌시 사이드 외판의 변형을 외부로 이루어지도록 하기 위해 변형유도부가 형성되는 철도차량용 외판 변형유도 프레임에 있어서, 상기 변형유도부는 상부와 하부 양측으로 홈이 형성되고, 상기 홈과 홈 사이에는 바깥쪽으로 굽힘이 용이하도록 꺾임 밴드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 철도차량의 충돌 에너지를 사이드 외판의 바깥 측으로 유도시키는 변형유도 프레임을 통해 사이드 외판이 철도차량 내부로 꺾임 변형되는 것을 방지되도록 함으로써, 충돌에너지를 바깥 측으로 유도·흡수하여 승객의 안전을 도모함과 동시에 주요 기기들의 손상을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도차량용 사이드 외판에 설치된 지지 프레임을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 변형유도 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 변형유도 프레임의 단부를 용접면으로 형성한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 변형유도 프레임의 단부를 볼트 체결구멍과 용접면을 조합한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 변형유도 프레임을 사이드 외판에 장착되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 요부 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변형유도 프레임의 변형되는 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 손상방지 기능을 갖는 철도차량용 사이드 외판 변형유도 프레임의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 2 내지, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 철도차량의 사이드 외판(300)에 설치되는 변형 유도 프레임(200)이다.

상기 변형유도 프레임(200)은 지지력과 강도 보강이 용이하도록 금속재료를 이용하여 ㄷ자 형으로 구성되고, 중간 부분으로 철도차량 간의 충돌 또는 차량과 중량물과의 충돌시 발생하는 충격에너지에 의한 사이드 외판(300)의 변형을 외부 즉 바깥 측으로 돌출되도록 하기 위해 변형유도부(210)가 형성된다.

여기서, 상기 변형유도 프레임(200)은 단면이 ㄷ자 형상 이외에 개략 사다리꼴 또는 평판형 등으로 형성될 수도 있다.

또, 상기 변형유도부(210)는 상부와 하부 양측으로 꺾임을 용이하게 하기 위한 상부 홈(211)과, 하부 홈(212)이 형성되고, 상기 상부 홈(211)과 하부 홈(212) 사이에는 꺾임 밴드(213)가 형성된다.

그리고, 상기 꺾임 밴드(213)가 형성된 변형유도부(210)를 기준으로 변형유도 프레임(200)의 양측으로는 바깥쪽으로 굽힘이 용이하도록 “> ”형상으로 꺾임 각을 이루도록 형성된다.

또한, 상기 변형유도 프레임(200)은 양단부가 볼트 체결이나 용접 고정을 이루도록 체결구멍(214) 또는 용접면(215)으로 형성되거나, 이들의 조합으로 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 사이드 외판(300)을 지지하기 위해 수직으로 설치되는 지주(150)와의 결합시 볼트 체결을 이용하고자 할 경우에는 변형유도 프레임(200)의 양단으로 체결구멍(214)을 형성하고, 용접고정하고자 할 경우에는 양단으로 용접면(215)을 형성한다.

뿐만 아니라, 일 측은 볼트 체결을 이루도록 하고, 다른 일 측은 용접 고정을 하고자할 경우에는 체결구멍(214)과 용접면(215)을 조합 형성할 수도 있다.

상기와 같은 구성의 변형유도 프레임(200)은 철도차량의 전방에서 큰 에너지의 충돌이 발생할 경우, 사이드 외판(300)의 내측에서 사이드 외판(300)의 바깥 측으로 변형을 발생하게 함으로써, 실내의 승객 및 주요 기기들의 손상을 방지하고 또 여러 충돌 흡수장치를 조합하여 전체 충돌 에너지를 분산시킬 수 있는 역할을 하게 되는 것이다.

즉, 상기 철도차량의 충돌시 철도차량의 최단부(extreme end) 주변에 형성되는 본 발명의 변형유도 프레임(200)의 수축(absorbing)으로 1차 충돌 에너지를 흡수하고, 사이드 외판(300) 주변으로 조합형성되는 다른 부재와 충돌하게 되면서 사이드 외판(300)은 찌그러지게 되고 이때, 변형유도 프레임(200)의 변형 유도부(210)는 바깥 측으로 꺾여 변형됨과 동시에 충돌력을 유도하면서 충돌에너지를 흡수 및 분산시키는 역할을 하게 된다.

다시 말해, 상기 변형 유도부(210)는 꺾임 밴드(213)를 기준으로 사이드 외판(300)의 바깥 측으로 꺾이면서 충돌에너지를 흡수함과 동시에 양쪽으로 분산시키게 된다.

이와 같이, 충돌 에너지를 비 승객구간(None Occupied Zone)에서 분산되도록 하여 거의 소멸시킴으로써, 충돌 에너지가 승객 구간(Occupied Zone)으로의 전달되지 않도록 하거나 전달되더라도 승객들과 주요 기기들의 손상을 방지할 수 있는 수준으로 아주 미미하게 전달되도록 하는 것입니다.

상기와 같은 구성의 변형유도 프레임(200)은 철도차량의 사이드 외판(300) 내측으로 설치되는데, 좀 더 구체적으로는 사이드 외판(300)의 내측 횡 방향, 즉 철도차량의 주행 방향에 대해 평행하게, 즉 수평으로 연장 설치된다.

이에 따라, 상기 변형유도 프레임(200)의 설명된 구조를 통해 철도차량 충돌시의 일정하고 높은 충돌에너지 흡수가 가능하고 사고 이후, 이러한 변형된 변형유도 프레임(200)은 볼트 체결로 설치될 경우에는 볼트의 해체를 통해 신속하고 용이하게 교체될 수 있다.

전술한 상기 변형유도 프레임(200)은 철도차량의 충돌시 발생하는 충돌에너지를 사이드 외판(300)과 함께 흡수하여 압축붕괴되도록 지지한다. 즉, 상기 사이드 외판(300)을 지지하고 있는 변형유도 프레임(200)이 내측으로 돌출 변형되는 것을 방지함으로써 효과적으로 압축붕괴되도록 지지하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 변형유도 프레임이 설치된 철도차량이 차량간 또는 차량과 장애물 등과의 충돌을 하게 되면 사이드 외판(300)은 찌그러지게 되고 이때, 변형유도 프레임(200)의 변형 유도부(210)는 바깥 측으로 꺾여 변형됨과 동시에 충돌력을 유도하면서 충돌에너지를 흡수 및 분산시키는 역할을 하게 된다.

다시 말해, 상기 변형 유도부(210)는 꺾임 밴드(213)를 기준으로 사이드 외판(300)의 바깥 측으로 꺾이면서 수축하면서 1차적으로 충돌에너지를 흡수함과 동시에 사이드 외판(300) 주변으로 형성되는 다른 부재와 조합에 의해 충돌 에너지를 비 승객구간(None Occupied Zone)에서 분산 소멸시킴으로써, 승객 구간(Occupied Zone)으로의 전달되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 본 변형유도 프레임(200)은 충돌구간(Crush Zone)의 사이드 외판(300)을 외판 외측으로 변형을 유도하며, 충돌구간을 제외한 차량 중심 방향으로 위치하는 승객 구간은 손상을 피하도록 하는 것입니다.

이와 같이 상기 변형유도 프레임(200)이 꺾여 돌출됨에 따라 충돌에너지가 바깥 측으로 유도되면서 흡수 및 분산을 이루게 된다.

즉, 결국 승객과 주요 기기들의 안전성 확보는 변형유도 프레임(200)의 압축변형시 사이드 외판(300)의 바깥 측으로 돌출되도록 꺾임 됨으로써 충돌에너지를 유도하여 소멸시키게 된다.

따라서, 본 발명의 변형유도 프레임(200)은 이와 같은 작용을 함으로써 승객의 안전을 도모함과 동시에 주요 기기들의 손상을 방지하고 대형사고를 예방할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

200 : 변형 유도 프레임 210 : 변형유도부
211 : 상부 홈 212 : 하부 홈
213 : 꺾임 밴드 214 : 체결구멍
215 : 용접면

Claims (3)

1. 삭제
2. 중간 부분으로 철도차량의 차량과 차량의 충돌 또는 차량과 중량물의 충돌시 사이드 외판의 변형을 외부로 이루어지도록 하기 위해 변형유도부가 형성되는 철도차량용 외판 변형유도 프레임에 있어서,
   상기 변형유도부는 상부와 하부 양측으로 홈이 형성되고, 상기 홈과 홈 사이에는 바깥쪽으로 굽힘이 용이하도록 꺾임 밴드가 형성되는 것을 특징으로 하는 손상 방지기능을 갖는 철도차량용 외판 변형 유도 프레임.
3. 삭제

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