KR101292285B1 - 철도 차량용 브레이크디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량용 브레이크디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 차량의 운행 중 브레이크장치의 사용시 브레이크디스크의 발열로 인한 팽창과 수축 작용을 원활하게 하여 차륜에 설치된 브레이크디스크의 손상을 방지할 수 있도록 한 철도 차량용 브레이크디스크에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도 차량의 차륜 양측부에 볼트와 너트에 의해 고정되는 한 쌍의 브레이크디스크에 있어서, 상기 한 쌍의 브레이크디스크에 각각 형성되되, 대응면에 형성된 슬라이드부와, 상기 차륜에 설치되어 슬라이드부에 결합되는 체결부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

철도 차량용 브레이크디스크{A brake disc for railroad vehicle}

본 발명은 철도 차량용 브레이크디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 차량의 운행 중 브레이크장치의 사용시 브레이크디스크의 발열로 인한 팽창과 수축 작용을 원활하게 하여 차륜에 설치된 브레이크디스크의 손상을 방지할 수 있도록 한 철도 차량용 브레이크디스크에 관한 것이다.

일반적으로, 선로를 주행하는 철도차량에는 연료를 사용하는 기관에서 발생하는 동력을 사용하거나 전차선으로부터 전력을 공급받아 구동모터에 의한 동력을 전달받아 차량을 구동하는데, 선로 위를 구름운동 하는 휠이 장착되어 있다.

물론, 이와 같은 철도 차량에는 제동장치가 제공되어 있어 철도 차량의 속도를 조절할 수 있음은 물론 그 철도 차량을 정지시킬 수도 있다. 특히 철도차량은 그 중량이 과도하고, 또한 한정된 레일을 따라 이동되기 때문에 제동장치의 신뢰성이 확보되어야 한다.

그리고, 철도차량에는 대체에 차축이 구비되고, 이 차축의 양측부에는 레일을 따라 구동하는 차륜이 장착되어 있다.

또한, 철도 차량 운행시 정지를 위해 다양한 형태의 제동장치가 구비되는데, 이 중 차륜의 양측부에 브레이크디스크가 장착되는 형태의 제동장치는 브레이크디스크가 차륜에 볼트 고정되며, 브레이크디스크는 브레이크 패드의 압착력에 의해 제동력이 발생하게 된다.

이와 같이 차륜에 고정된 브레이크디스크가 설치된 상태에서 철도차량의 운행 중 속도를 줄이거나 정지시 브레이크장치의 캘리퍼가 패드를 밀착시켜 제동이 이루어지게 된다.

이렇게, 철도차량의 운행 중 브레이크장치의 작동에 의해 제동시 발생하는 열은 브레이크디스크에 형성된 다수개의 돌기의 사이로 공기가 순환하면서 어느 정도는 냉각을 하고 있으나, 근본적으로 제동시 발생하는 열을 완전히 냉각시켜 주지는 못한다.

따라서, 제동시 발생하는 열에 의해 브레이크디스크가 팽창 및 수축작용을 하는 변형이 발생하게 되고, 장시간 반복 사용시에는 브레이크디스크의 팽창 및 수축작용에 의한 디스크의 피로 현상에 의해 브레이크디스크의 파손이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 한 쌍의 브레이크디스크에 서로 대응되게 슬라이드부가 형성되고, 이 슬라이드부에 체결부가 체결고정되어 브레이크디스크의 열 팽창과 수축 작용시의 변형량을 흡수하여 브레이크디스크의 파손을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 슬라이드부와 체결부를 일정 간격으로 다수개를 구비함으로써, 브레이크디스크의 팽창 및 수축작용 동작이 원활히 이루어지도록 하여 브레이크디스크의 파손을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도 차량의 차륜 양측부에 볼트와 너트에 의해 고정되는 한 쌍의 브레이크디스크에 있어서, 상기 한 쌍의 브레이크디스크의 서로 대응되는 면에 각각 형성되는 슬라이드부와, 상기 차륜에 설치되어 슬라이드부에 결합되는 체결부로 이루어지되, 상기 슬라이드부는 브레이크디스크의 외측으로 돌출 형성된 슬라이드부재와, 내주면에 경사면이 형성되어 상기 슬라이드 부재에 “

”자 형상으로 형성되는 슬라이드홈으로 구성되고, 상기 체결부는 차륜을 관통하여 양측 끝단부가 외측으로 돌출되게 형성되는 체결축과, 상기 체결축의 양측 끝단부에 결합 고정되되 양측부에 경사면이 형성되어 상기 슬라이드홈에 결속되는 체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 슬라이드부는 다수개가 형성된 것을 특징으로 한다.

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이와 같이 구성된 본 발명은 한 쌍의 브레이크디스크에 서로 대응되게 슬라이드부가 형성되고, 이 슬라이드부에 체결부가 체결고정되어 브레이크디스크의 열 팽창과 수축 작용시의 변형량을 흡수하여 브레이크디스크의 파손을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 슬라이드부와 체결부를 일정 간격으로 다수개를 구비함으로써, 브레이크디스크의 팽창 및 수축작용 동작이 원활히 이루어지도록 하여 브레이크디스크의 파손을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크를 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크를 보인 단면도.
도 3은 도 2의 A부를 보인 확대도.
도 4는 본 발명의 슬라이드부를 보인 확대 사시도.
도 5는 본 발명의 체결부를 보인 확대도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크에 대한 작용관계를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크의 다른 실시예를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 철도차량용 브레이크디스크에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크를 보인 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부를 보인 확대도이고, 도 4는 본 발명의 슬라이드부를 보인 확대 사시도이고, 도 5는 본 발명의 체결부를 보인 확대도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크는 철도 차량의 차륜(10) 양측부에 한 쌍의 브레이크디스크(110)(110a)가 설치된다.

여기서, 상기 차륜(10)과 한 쌍의 브레이크디스크(110)(110a)에는 서로 연통되는 다수개의 볼트공(12)(112)이 형성되고, 차륜(10) 및 한 쌍의 브레이크디스크(110)(110a)에 각각 형성된 볼트공(12)(112)에 볼트(14)를 결속 후 너트(16)에 의해 고정된다.

이때, 상기 브레이크디스크(110)(110a)를 고정시키는 볼트(14)와 너트(16)는 비교적 약한 조임토크로 결속 고정되어 철도 차량의 제동시에 사용되는 브레이크디스크(110)(110a)를 차륜(10)에 고정시키는 역할을 하게 된다.

나아가, 상기 브레이크디스크(110)(110a)의 외측면, 즉 차륜(10)이 구비된 반대 방향에는 브레이크장치의 캘리퍼(미도시)와 마찰에 의해 제동이 이루어지도록 하는 패드(미도시)가 설치된다.

아울러, 상기 차륜(10)에 형성된 다수개의 볼트공(12) 사이에는 다수개의 체결공(13)이 형성된다.

그리고, 상기 한 쌍의 브레이크디스크(110)(110a) 각각에는 차륜(10)의 체결공(13)에 대응되는 위치에 슬라이드부(210)가 구비된다.

여기서, 상기 슬라이드부(210)는 한 쌍의 브레이크디스크(110)(100a) 각각에 일체로 형성되되, 차륜(10) 방향으로 돌출되게 다수개의 슬라이드부재(212)가 형성된다.

나아가, 상기 슬라이드부재(212)에는 차륜 방향과 길이 방향 양측부가 개방되게 "ㄷ"자 형상의 슬라이드홈(214)이 형성된다.

또한, 상기 차륜(10)에 설치되어 슬라이드부(210)의 슬라이드부재(212)에 형성된 슬라이드홈(214)에 결속되는 체결부(310)가 구비된다.

여기서, 상기 체결부(310)는 차륜(10)에 형성된 체결공(13)에 결속되되, 양측 끝단부가 외측으로 돌출되게 결합 고정되는 체결축(312)이 구비된다.

이때, 상기 체결축(312)은 차륜(10)에 형성된 다수개의 체결공(13)에 각각 삽입 설치된다.

나아가, 상기 체결축(312)의 양측부에 각각 결합 고정되어 슬라이드부재(212)의 슬라이드홈(214)에 각각 결합 고정되되, 체결축(312)이 결속되는 결속공(315)이 각각 형성된 체결부재(314)가 구비된다.

따라서, 상기 차륜(10)의 양측부로 돌출되게 체결공(13)에 결속된 체결축(312)의 양측부에 체결부재(314)가 결속되고, 이 결속부재(314)는 브레이크디스크(110)(110a)에 형성된 슬라이드부재(212)의 슬라이드홈(214)에 안착되어 철도 차량의 운행 중 제동시 브레이크디스크(110)(110a)에 발생하는 열에 의해 브레이크디스크(110)(110a)가 팽창 및 수축작용을 할 때 체결부재(314)에 의해 슬라이드부재(212)가 슬라이드 동작을 수행함으로써, 브레이크디스크(110)(110a)의 팽창 및 수축 작용시의 변형량을 흡수하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크에 대한 작용관계를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 철도 차량용 브레이크디스크는 먼저, 레일을 따라 운행하는 철도 차량이 속도를 줄이거나 정지시 브레이크장치(미도시)를 작동시키게 되면 브레이크장치의 캘리퍼가 동작하면서 브레이크드스크(110)(110a)에 구비된 패드(미도시)와 접촉하면서 제동력을 발생시켜 철도 차량의 속도가 감소하거나 정지하게 된다.

이때, 상기 브레이크장치의 캘리퍼가 패드에 접촉시 열이 발생하게 되고, 이 열에 의해 브레이크디스크(110)(110a)가 팽창하였다가 브레이크디스크(110)(110a)의 열이 저하하게 되면 수축하게 된다.

이렇게, 상기 철도 차량의 운행 중 제동시에 브레이크디스크(110)(110a)에 발생하는 열에 의해 브레이크디스크(110)(110a)가 팽창할 때 차륜(10)에 고정된 체결부(310)의 체결부재(314)에 결속된 슬라이드부재(212)가 체결부재(314)의 안내에 따라 슬라이드 이동하게 되고, 이 체결부재(314)의 안내에 의해 슬라이드 동작을 수행하는 브레이크디스크(110)(110a)는 팽창과 수축 동작을 반복하더라도 브레이크디스크(110)(110a)의 손상 없이 제동 성능을 안정적으로 발휘하게 된다.

따라서, 상기 철도 차량의 운행 중 브레이크장치의 작동에 의한 제동시 브레이크디스크(110)(110a)에 발생하는 열에 의해 팽창할 때 브레이크디스크(110)(110a)가 반경 방향으로 슬라이드 동작을 수행함으로써, 브레이크디스크(110)(110a)에 발생하는 변형을 흡수함으로써, 브레이크디스크(110)(110a)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크의 다른 실시예를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 슬라이드부재(212)에 형성된 슬라이드홈(214)의 양측 내주면에는 경사면(216)이 형성되는데, 상기 경사면(216)은 차륜(10) 방향의 개방부는 폭이 좁게 형성되고, 슬라이드홈(214)의 바닥부는 넓게 형성되도록 내주면 양측부에 경사지게 형성되어 슬라이드홈(214)이 전체적으로“

”자 형상을 이루도록 구성되어 있다.

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그리고, 상기 슬라이드홈(214)에 끼워지는 체결부재(314)는 슬라이드홈(214)에 형성된 경사면(216)과 대응되게 양측부에 경사면(316)이 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크에 대한 작용관계는 전자에서와 동일한 방법에 의해 이루어지는 것으로, 여기에서는 작용관계에 대한 설명은 생략한다.

다만, 상기 슬라이드홈(214)에 경사면(216)이 형성되고, 이 슬라이드홈(214)에 결속되는 체결부재(314)의 양측부에 슬라이드홈(214)에 형성된 경사면(216)에 대응되는 경사면(318)이 형성되어 브레이크디스크(110)(110a)의 팽창과 수축작용시 브레이크디스크(110)(110a)의 가이드역할을 수행함과 동시에 브레이크디스크(110)(110a)가 외측으로 이탈하려는 것을 방지하고, 유동하지 않고 안전하게 팽창과 수축시 슬라이드동작을 수행할 수 있도록 브레이크디스크(110)(110a)를 지지하게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 철도 차량용 브레이크디스크에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

10 : 차륜 12, 112 : 볼트공
13 : 체결공 14 : 볼트
16 : 너트 110, 110a : 브레이크디스크
210 : 슬라이드부 212 : 슬라이드부재
214 : 슬라이드홈 216, 318 : 경사면
310 : 체결부 312 ; 체결축
314 : 체결부재 315 : 결속공

Claims (6)

1. 철도 차량의 차륜 양측부에 볼트와 너트에 의해 고정되는 한 쌍의 브레이크디스크에 있어서,
   상기 한 쌍의 브레이크디스크의 서로 대응되는 면에 각각 형성되는 슬라이드부와,
   상기 차륜에 설치되어 슬라이드부에 결합되는 체결부로 이루어지되,
   상기 슬라이드부는 브레이크디스크의 외측으로 돌출 형성된 슬라이드부재와, 내주면에 경사면이 형성되어 상기 슬라이드 부재에 “

   

   ”자 형상으로 형성되는 슬라이드홈으로 구성되고,
   상기 체결부는 차륜을 관통하여 양측 끝단부가 외측으로 돌출되게 형성되는 체결축과, 상기 체결축의 양측 끝단부에 결합 고정되되 양측부에 경사면이 형성되어 상기 슬라이드홈에 결속되는 체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크디스크.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이드부는 다수개가 형성된 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크디스크.
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