KR101631600B1

KR101631600B1 - 철도 차량

Info

Publication number: KR101631600B1
Application number: KR1020147028514A
Authority: KR
Inventors: 토시유키 히라시마; 시로우 혼마; 히토시 나가하라
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2016-06-17
Also published as: US9592839B2; KR20140138906A; TWI513614B; WO2013150736A1; CN104203708B; US20150047530A1; CN104203708A; JP2013212762A; JP5931548B2; TW201345771A

Abstract

철도 차량(100)은 차량 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 사이드빔(10)과, 각 사이드빔(10)의 차량 길이 방향 단부에 있어서, 차량 폭 방향으로 연장되는 엔드빔(20)과, 엔드빔(20)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 동시에 대차(102)에 설치되는 볼스터(30)와, 엔드빔(20)과 볼스터(30) 사이에 위치하고, 차량 길이 방향으로 연장되는 중간빔(40)과, 볼스터(30)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 복수의 크로스빔(50)과, 크로스빔(50)의 상면에 고정되고, 볼스터(30)에 대해 차량 길이 방향으로 변위 가능한 파형판(60)을 구비한다.

Description

철도 차량{RAILROAD VEHICLE}

본 발명은 철도 차량에 관한 것으로, 특히, 차량 단부에 작용하는 압축 하중에 대응한 철도 차량에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 차량에 있어서는 엔드빔, 사이드빔, 중간빔, 볼스터 및 크로스빔으로 구성되는 언더프레임 상에 키스톤 플레이트를 배치한 구조가 알려져 있다. 언더프레임의 차량 단부에는 압축 하중이 작용하기 때문에 언더프레임의 강성 및 강도를 증가시킨 구조가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 특허문헌1에 기재된 언더프레임은 볼스터 사이에 배치된 중간빔에, 섬유 강화형 복합재료로 형성한 길이 골조 부재를 설치함으로써 큰 차량 단부 하중에 대해 유리한 구조가 된다고 하고 있다.

일본특허공개공보 평07-17398호

특허문헌 1에 기재된 철도 차량은 중간빔의 좌굴 강도를 향상시킬 수 있지만, 차체 전체 길이에 걸쳐 키스톤 플레이트가 배치되어 있기 때문에, 차량 단부 압축 하중이 작용하면 키스톤 플레이트가 다른 부재보다 먼저 굽혀지거나 영구 변형하거나 하는 경우가 있다.

이러한 키스톤 플레이트의 굽힘 또는 영구 변형을 방지하기 위해서는 키스톤 플레이트의 판 두께를 크게 하거나 혹은 키스톤 플레이트의 볼록부의 높이(이하, 파고라고도 한다)를 크게 하거나 하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 파고를 크게 하면 바닥면의 위치가 상승하여 차내 공간이 압박받아 버린다는 문제가 있다. 또한, 판 두께를 크게 하면, 시리즈 스폿 용접으로 키스톤 플레이트의 고정이 어려워져 제조 작업의 효율이 감소한다는 문제가 있다. 본 발명은 이상과 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 큰 차량 단부 압축 하중을 견딜 수 있는 철도 차량을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일예에 따른 철도 차량은 차량 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 사이드빔과, 각 사이드빔의 차량 길이 방향 단부에 있어서, 차량 폭 방향으로 연장되는 엔드빔과, 엔드빔보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 동시에 대차에 설치되는 볼스터와, 엔드빔과 볼스터 사이에 위치하고, 차량 길이 방향으로 연장되는 중간빔과, 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 복수의 크로스빔과, 크로스빔의 상면에 고정되고 볼스터에 대해 차량 길이 방향으로 변위 가능한 파형판을 구비한다.

이러한 구성에 따르면, 파형판은 볼스터에 대해 변위 가능하게 설치되어 있기 때문에, 언더프레임에 파형판에 작용하는 차량 단부 압축 하중을 줄일 수 있으며, 파형판이 좌굴하거나 영구 변형하거나 하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 철도 차량에 의하면, 큰 차량 단부 압축 하중을 견딜 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 철도 차량의 개략적인 측면도이다.
도 2는 실시예에 따른 파형판을 얹은 언더프레임의 평면도이다.
도 3은 도 2의 일부 확대도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 철도 차량의 바닥 부분(언더프레임)의 단면 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 바닥 부분(언더프레임)의 부분 단면도이다.

이하, 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하에서는 모든 도면에 걸쳐 동일하거나 상응하는 요소에는 같은 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.

<전체 구성의 개략>

도 1은 본 실시예에 따른 철도 차량(100)의 개략 측면도이다. 도 1의 지면 좌우 방향이 철도 차량(100)의 길이 방향이고, 지면을 향하는 방향이 철도 차량(100)의 폭 방향이다. 이하에서는 철도 차량(100)의 길이 방향을 "차량 길이 방향"이라고 하고, 철도 차량(100)의 폭 방향을 "차량 폭 방향"이라고 지칭한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 철도 차량(100)은 대차(102)와, 대차(102) 상에 설치된 차체(103)를 구비하고 있다. 차체(103)는, 예를 들어, 스테인리스제이고, 끝단면에 해당하는 끝단 구조체(104)와, 측면에 해당하는 측면 구조체(105)와, 지붕에 해당하는 지붕 구조체(106)와, 바닥 부분에 해당하는 언더프레임(바닥 구조체)(107)을 가지고 있다. 이 중 언더프레임(107)은 대차(102)가 설치되는 부분이고, 그 상면에는 후술하는 파형판(60)(예를 들면, 키스톤 플레이트나 코러게이트 플레이트)이 고정된다(도 2 참조).

도 2는 파형판(60) 및 플로어 팬(70)이 배치된 언더프레임(107)의 평면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 나타낸 언더프레임(107) 중 차량 길이 방향의 한 쪽의 단부 부근을 확대하여 나타내는 확대도이다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 언더프레임(107)은 사이드빔(10), 엔드빔(20), 볼스터(30), 중간빔(40), 및 크로스빔(50)을 갖고 있다. 게다가, 철도 차량(100)은 이 언더프레임(107)에, 파형판(60)이 배치되는 파형판부(80)와, 플로어 팬(floorpan)(70)이 배치되는 플로어 팬부(90)를 구비하고 있다. 이하, 이것들의 각 구성 요소에 대해 차례로 설명한다.

<언더프레임 구성의 개략>

사이드빔(10)은 언더프레임(107) 중 차량 폭 방향의 단부에 위치하는 부재이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 사이드빔(10)은 차량 폭 방향의 양단부에 위치하며 쌍을 이루는 동시에, 차량 길이 방향으로 연장되어 있다. 여기서 도 4는 도 3의 IV-IV 화살표 방향에서 본 단면도이다. 덧붙여, 도 4에서는 언더프레임(107) 중 차량 폭 방향의 한 쪽의 단부 부근만을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 사이드빔(10)은 차량 폭 방향의 안쪽으로 개구되는 형상을 가지고 있으며, 위쪽에 위치하는 상면부(11)와, 상면부(11)에 연결된 측면부(12)와, 측면부(12)에 연결되어 상면부(11)에 대향하는 하면부(13)에 의해 주로 구성되어 있다. 이 중 상면부(11)는 폭 방향 바깥쪽에 위치하는 상단부(14)와, 상단부(14)보다 아래쪽이며 차폭 방향 안쪽에 위치하는 하단부(15)를 가지고 있다. 덧붙여, 본 실시예에서는 상단부(14)의 일부, 측면부(12) 및 하면부(13)가 끊어진 곳 없이 일체로 성형되고, 이것과는 다른 부재로서 상단부(14)와 하단부(15)가 설치되어 있지만, 측면부(12), 하면부(13), 상단부(14) 및 하단부(15)가 일체로 성형되어 있어도 좋다. 덧붙여, 도 4에서는 차량 폭 방향 다른 쪽의 사이드빔(10)에 대해서는 도시하지 않지만, 상술한 구성과 같이 구성되어 있다.

엔드빔(20)은 언더프레임(107) 중 차량 길이 방향의 단부에 위치하는 동시에 차량 단부 압축 하중을 직접 받는 부재이다. 엔드빔(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량 폭 방향 양쪽의 사이드빔(10)을 가로지르도록 배치되어 있다. 여기서 도 5는 도 3의 V-V 화살표 방향에서 본 단면도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 엔드빔(20)은 상자형의 형상을 가지고 있다. 더욱 구체적으로는 엔드빔(20)은 차량 길이 방향의 가장 바깥쪽에 위치하고 차폭 방향으로 구부러지며 연장되는 단면 C자형의 끝단 부재(21)와, 이 끝단 부재(21)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하는 직선형이며 단면 C자형의 홈형 강철 부재(22)와, 끝단 부재(21) 및 홈형 강철 부재(22)의 상면을 가로지르도록 배치된 상면판(23)과, 끝단 부재(21) 및 홈형 강철 부재(22)의 하면 쪽에 위치하고 상면판(23)에 대향하는 하면판(24)에 의해 주로 구성되어 있다. 다만, 엔드빔(20)의 구성은 이러한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 엔드빔(20)이 단지 막대형의 부재로 구성되어 있어도 좋고, 그 외에 여러 가지 구성이 적용 가능하다.

볼스터(30)는 엔드빔(20)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하며, 대차(102)가 고정되는 부재이다. 즉, 대차(102)는 이 볼스터(30)의 아래에 위치하고 있다. 또한, 볼스터(30)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량 폭 방향으로 연장되고 차량 폭 방향 양쪽의 사이드빔(10)을 가로지르도록 배치되어 있다. 게다가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 볼스터(30)는 상자형의 형상을 가지고 있다. 더욱 구체적으로는 볼스터(30)는 단면 C자형의 채널 부재(31)와 평판(32)이 접합된 부재이다. 덧붙여, 볼스터(30)의 구성은 이러한 것에 한정되지 않고 다른 구성을 채용하여도 좋다.

중간빔 (40)은 엔드빔(20)과 볼스터(30) 사이를 가로지르도록 배치된 부재이다. 본 실시예에 있어서의 중간빔 (40)은 엔드빔(20)과 볼스터(30) 사이 중 차량 폭 방향 중앙 근처의 2곳에 설치되고, 모두 차량 길이 방향으로 연장되어 있다. 이와 같이, 엔드빔(20)과 볼스터(30)는 중간빔(40)을 통해 연결되어 있기 때문에, 엔드빔(20)에 차량 단부 압축 하중이 가해지면, 그 하중은 중간빔(40)을 통해 볼스터(30)에 전해진다. 즉, 엔드빔(20), 볼스터(30) 및 중간빔(40)은 외력이 걸려도 서로의 상대 위치는 거의 변화하지 않고 전체적으로 하나의 강체로 간주할 수 있다. 덧붙여, 도 2 및 도 3에 있어서는 두 중간빔(40) 사이 및 중간빔(40)과 사이드빔(10) 사이에는 특별히 부재를 도시하고 있지 않지만, 이 부분에는 판재나 후술하는 플로어 팬을 배치해도 좋다.

크로스빔(50)은 볼스터(30)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하는 부재이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 크로스빔(50),은 언더프레임(107) 중 차량 길이 방향 전후의 볼스터(30) 사이에 있어서, 간격을 두고 복수 곳에 배치되어 있다. 크로스빔(50)은 차량 폭 방향 양쪽의 사이드빔(10)을 가로지르도록 차량 폭 방향으로 연장되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 크로스빔(50)은 단면 C자형의 형상을 가지며, 파형판(60)과 접합되는 상면부와, 상면부에서 이격하고, 그 끝단부에 리브(51)를 포함한 하면부를 가진다(도 6도 참조). 상면부의 차량 길이 방향의 길이는 하면부의 차량 길이 방향의 길이보다 크다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 크로스빔(50)의 차량 폭 방향 끝단부는 사이드빔(10)의 안쪽에 삽입되어 있다. 그리고 크로스빔(50)의 하면과 사이드빔(10)의 하면부(13)의 상면이 접촉하며 서로 고정되고, 크로스빔(50)의 상면과 사이드빔(10)의 하단부(15)의 하면이 접촉하며 서로 고정되어 있다. 또한, 크로스빔(50)과 사이드빔(10)은 평판을 구부린 것과 같은 위에서 볼 때 L자형의 연결 부재(52)에 의해서도 연결되어 있다. 구체적으로는 연결 부재(52)의 한 쪽이 크로스빔(50)에 고정되고, 다른 쪽이 사이드빔(10)에 고정되고, 이로써 크로스빔(50)과 사이드빔(10)은 연결되어 있다. 덧붙여, 상술한 각 부재끼리는 예를 들어 스폿 용접이나 플러그 용접으로 접합된다.

<파형판부의 구성의 개략>

다음으로, 파형판부(80)의 구성의 개략에 대해 설명한다. 여기서 도 6은 본 실시예에 따른 철도 차량(100)의 바닥 부분(언더프레임)의 단면 사시도이다. 또한, 도 7은 도 6에 나타낸 바닥 부분(언더프레임)의 부분 단면도이다. 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 파형판부(80)는 파형판(60), 흡열층(81), 열분산층(82), 바닥 패널(85)(바닥판(83) 및 표면 시트(84)), 및 받침 부재(86)를 구비하고 있다.

파형판(30)은 언더프레임(107))의 상면에 고정되는 판재이다. 파형판(30)은 예를 들면 스테인리스제이고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 저면부(61)와 볼록부(62)가 차량 폭 방향에 있어서 교대로 연속적으로 늘어선 코러게이트 구조(corrugated structure)를 가지고 있다. 또한, 저면부(61)와 볼록부(62)는 서로 평행하며, 각각 차량 길이 방향으로 연장되어 있다. 덧붙여, 파형판으로는 도 4에서 나타낸 형상의 것 외에 인접한 볼록부(62) 사이의 거리가 아래쪽으로 향해 감에 따라 넓어지는 키스톤 구조(keystone structure)를 갖는 이른바 키스톤 플레이트도 포함된다. 파형판(60)은 상기와 같이 구성되어 있기 때문에, 같은 판 두께의 평판에 비하여 높은 강도를 갖고 있다.

또한, 파형판(60)은 다음과 같이 배치되어 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 파형판(60)은 그 차량 길이 방향 끝단부가 복수개 있는 크로스빔(50) 중 길이 방향 바깥쪽에서 2번째의 크로스빔(50)의 상면에 위치하고, 차량 폭 방향 단부가 사이드빔(10)의 상면에 위치하도록 배치되어 있다. 이와 같이 파형판(60)을 배치함으로써 파형판(60)은 볼스터(30)와 접촉하는 일이 없다. 이와 같은 구성에 따르면, 언더프레임(107)에 큰 차량 단부 압축 하중이 작용해도 파형판(60)에는 볼스터(30)에서 직접적으로 차량 길이 방향의 하중이 가해지는 일은 없다. 또한, 차량 단부 압축 하중은 차량 폭 방향 양단의 사이드빔(10)에 전해지지만, 해당 하중은 도시하지 않은 측면 구조체에도 분산하여 전해지기 때문에, 파형판(60)에 전해지는 차량 단부 압축 하중을 줄일 수 있다. 이상과 같은 구성에 따라, 파형판(60)이 좌굴 또는 영구 변형되는 것을 방지할 수 있다. 덧붙여, 본 실시예에서는 파형판(60)은 볼스터(30)와 접촉하지 않도록 배치되어 있지만, 만일 파형판(60)과 볼스터(30)가 접촉하고 있었다고 해도 파형판(60)이 볼스터(30)에 대해 변위 가능하게 설치되어 있으면, 같은 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 파형판(60)이 볼스터(30)의 상면에 얹어져 있을 뿐이며, 파형판(60)과 볼스터(30)가 서로 고정되어 있지 않은 경우에는 차량 단부 압축 하중에 의한 하중이 볼스터(30)에서 직접 파형판(60)으로 전해지는 일은 없다.

또한, 파형판(60)은 다음과 같이 언더프레임(107)에 고정되어 있다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 파형판(60)의 저면부(61)와 크로스빔(50)의 상면은 접촉하며 서로 고정되어 있다. 또한, 파형판(60)의 차량 폭 방향 단부의 저면부(61)와 사이드빔(10)의 하단부(15)의 상면은 접촉하며 서로 고정되어 있다. 여기서, 각 부재는 시리즈 스폿 용접으로 접합된다. 상기와 같이, 본 실시예에 따른 철도 차량(100)은 파형판(60)이 좌굴 및 영구 변화하기 어려운 구성이기 때문에 파형판(60)의 두께를 시리즈 스폿 용접 가능한 정도의 두께(예를 들어, 0. 8mm)로 할 수 있다. 그 결과, 파형판(60)과 언더프레임(107)은 시리즈 스폿 용접으로 접합할 수 있으므로 작업성이 향상된다. 또한, 본 실시예에 따른 철도 차량(100)은 파형판(60)이 좌굴 및 영구 변화하기 어려운 구성이기 때문에 파형판(60)의 파고를 작게 억제할 수도 있다(예를 들어, 13mm 정도).

그런데, 철도 차량(100)을 잭업하였을 때에는 차체(103)에는 비틀림 하중이 작용한다. 본 실시예에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 파형판(60)은 차체 전체 길이에는 설치되어 있지 않지만, 언더프레임(107)의 대부분에 고정되어 있기 때문에, 상기 비틀림 하중에 대한 강도를 향상시킬 수 있다. 덧붙여, 파형판(60)은 1장의 이음매 없는 판재로 형성되어 있어도 좋고, 또한 차량 폭 방향으로 분할 된 복수의 파형판을 맞붙이도록 하여 형성되어 있어도 좋다.

흡열층(81)은 열을 흡수하기 위한 층이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 흡열층(81)은 파형판(60)의 상면에 적층되어 있다. 흡열층(81)은 세라믹 울의 내부에 흡열재를 산재시킨 것이다. 본 실시예에서는 흡열재로서 열팽창재인 버미큘라이트(vermiculite)를 사용하고 있다. 본 실시예의 흡열층(81)은 흡열재(버미큘라이트)가 열팽창함에 따라 전체도 팽창한다. 또한, 흡열층(50)으로 사용하는 흡열재는 버미큘라이트 이외의 재료이어도 좋지만, 흡열 개시 온도가 350 ~ 550℃인 것이 바람직하다. 너무 낮은 온도에서 흡열하기 시작하면, 흡열재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문이다. 흡열층(50)으로서는 예를 들어 스미토모 스리엠 주식회사의 내열/단열재료 M20A 등이 사용 가능하다.

열분산층(82)은 면 방향으로 열을 분산시키기 위한 층이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 열분산층(82)은 흡열층(81)의 상면에 적층되어 있다. 열분산층(82)은 단열재로 구성되어 있다. 열분산층(82)을 구성하는 단열재는 특별히 한정되지 않지만, 글라스 울 또는 세라믹 울 등을 사용할 수 있다. 상기한 대로 열분산층(82)은 단열재로 구성되어 있기 때문에, 열을 분산시키는 효과뿐만 아니라 단열 효과도 갖고 있다. 덧붙여, 흡열층(50)에 포함되는 "흡열재"와 열분산층(82)을 형성하는 "단열재"의 차이를 간단하게 설명하면, 흡열재는 열을 흡수하는 흡열 반응을 하는 재료인 반면에, 단열재는 열을 흡수하는 것은 없고 단지 열이 전해지기 어려운 재료라는 점에서 양자는 다르다.

바닥판(83)은 바닥 부분의 강성을 확보하기위한 부재이며, 이른바 기재(基材)이다. 본 실시예에 따른 바닥판(83)은 합성수지의 발포재로 형성되어 있다. 바닥판(83)은 열분산층(82)의 위쪽에 위치하고 있으며, 파형판(60)에 적층된 부재 중 가장 큰 두께를 가지고 있다. 덧붙여, 바닥판(83)을 형성하는 재료는 합성수지의 발포재에 한정되지 않고, 이것 대신에 목재나 경합금제 허니컴(honeycomb)재 등, 바닥판으로 사용되고 있는 잘 알려진 재료를 적용하여도 좋다. 또한 바닥판(83)의 차량 폭 방향 단부는 사이드빔(10)의 상단부(14) 위에 놓여 있다. 그리고 바닥판(83) 중 차량 폭 방향 단부 이외의 부분이 받침 부재(86)에 의해 지지되고 있다. 이와 같이 바닥판(83)은 받침 부재(86)로 지지되므로 바닥판(83)은 안정적으로 유지된다. 즉, 받침 부재(86)를 사용하지 않고 부드러운(작은 탄성율을 갖는) 흡열층(81) 및 열분산층(82) 상에 그대로 바닥판(83)을 놓았을 경우, 바닥판(83)이 불안정해져 바닥 패널(85)의 평면도를 유지할 수 없게 해버릴 우려가 있지만, 받침 부재(86)를 사용함으로써 이를 방지할 수 있다.

표면 시트(84)는 바닥판(83)의 상면에 깔리는 바닥재(敷材)이다. 표면 시트(84)는 예를 들어 고무제의 시트이며, 승객이 걷기 등으로 인해 생기는 충격을 완화시킬 수 있다. 또한, 표면 시트(84)는 바닥 아래에 배치된 기기로부터 나오는 소음이나 진동이 객실 쪽으로 전해지기 어렵게 하는 역할을 한다. 덧붙여, 표면 시트(84)는 고무제의 시트에 한정되지 않고, 이것 대신에 염화 비닐 수지제 시트, 올레핀계 수지제 시트, 카펫 등 철도 차량에 있어서 일반적으로 사용되는 바닥재를 적용할 수 있다.

받침 부재(86)는 차량 폭 방향으로 연장되고, 바닥 패널(85)을 지지하는 부재이다. 이 받침 부재(86)는 예를 들어 스테인리스제이다. 또한, 받침 부재(86)는 크로스빔(50)의 위치에 대응하여(즉 크로스빔(50)의 위쪽에) 배치되어 있다. 게다가, 받침 부재(86)는 그 상면 부분에 해당하는 바닥판 접촉면(87)을 가지고 있다. 게다가, 받침 부재(86)는 바닥판 접촉면(87)의 차량 길이 방향의 전단에서 파형판(60)의 각 저면부(61)로 연장되는 다리부를 갖는다. 다리부는 제1 다리부에 해당하는 앞다리부(88)와, 바닥판 접촉면의 차량 길이 방향의 후단에서 파형판(60)의 각 저면부(61)로 연장되는 제2 다리부에 해당하는 뒷다리부(89)(도 6 참조)를 각각 복수개 갖고 있다. 이와 같이, 앞다리부(88) 및 뒷다리부(89)는 저면부(61)에 대응하여 설치되어 있지만, 모든 저면부(61)에 대응하여 있는 것이 아니라, 경량화를 위해 차량 폭 방향에서 하나 걸른 저면부(61)에 대응해 설치되어 있다. 덧붙여, 받침 부재(86)가 설치되는 곳에 있어서는 받침 부재(86)와 파형판(60)의 볼록부(62)는 이격되어 있으므로 승객 하중 등의 힘은 각 다리부에서 저면부(61)를 통해 크로스빔(50)으로 전해져 파형판(60)에 작용하는 하중을 줄일 수 있다.

<플로어 팬부의 구성의 개략>

플로어 팬부(90)는 플로어 팬(70)을 가지고 있다. 플로어 팬(70)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 사이드빔(10), 볼스터(30), 크로스빔(50) 사이에 배치되는 부재이다. 특히, 본 실시예에서는 파형판(60)이 배치되어 있지 않는 볼스터(30) 와 크로스빔(50) 사이에 제1 플로어 팬(70)이 배치되고, 크로스빔(50)과 크로스빔(50) 사이에 제2 플로어 팬(70)이 배치된다.
도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 플로어 팬부(90)는 볼스터(30)보다 차량(100)의 길이 방향 안쪽에 위치하여 볼스터(30)에 접속되어 있으며, 크로스빔(50)의 전부 또는 일부는 플로어 팬부(90)보다 차량(100)의 길이 방향 안쪽에 위치하고, 크로스빔(50)의 전부 또는 일부의 차량(100)의 길이 방향의 최외부에 위치하는 크로스빔(50)은 플로어 팬부(90)에 접속되어 있다.
도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 크로스빔(50)은 제1 크로스빔과 제2 크로스빔을 포함할 수 있고, 제1 플로어 팬은 볼스터(30)에 접속되고, 제1 크로스빔은 제1 플로어 팬에 접속되며, 제2 플로어 팬은 상기 제1 크로스빔에 접속되고, 제2 크로스빔은 제2 플로어 팬에 접속되며, 파형판(60)은 상기 제2 크로스빔의 상면에 고정되어, 상기 볼스터(30)에 대해 차량(100)의 길이 방향으로 변위 가능하다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 플로어 팬(70)은 이른바 배스터브(bathtub) 구조를 갖는 예를 들어 스테인리스제의 부재이다. 구체적으로는 플로어 팬(70)은 직사각형 판형의 저부(71)와, 저부(71)의 외연에서 위쪽으로 연장되는 통형의 측벽부(72)와, 측벽부(72)의 상단 부분에서 바깥쪽으로 연장되는 고리형의 플랜지부(73)에 의해 주로 구성되어 있다. 플랜지부(73)는 볼스터(30), 크로스빔(50)의 상면에 고정된다.

플로어 팬(70)의 내부에는 방음재(차음재, 흡음재, 제진재, 내열재를 포함한다)가 설치된다. 상술한 바와 같이, 플로어 팬(70)은 볼스터(30)의 근방에 배치되므로 대차(102)에서 차량 안으로 전해지는 소음이나 진동 등을 효율적으로 줄일 수 있다. 또한, 언더프레임(107)에 큰 차량 단부 압축 하중이 작용하였을 경우이어도 플로어 팬(70) 자체는 강성이 낮기 때문에 상기 하중이 볼스터(30)에 전해져도 실질적으로 거기에서 한층 더 플로어 팬(70)을 통해 크로스빔(50) 및 파형판(60)으로 전해지는 일은 없다.

언더프레임(107)에 파형판(60) 및 플로어 팬(70)이 배치된 후에, 이것들의 상면에는 흡열층이나 단열층이 설치되고, 게다가 그 위에는 예를 들면 합성수지로 이루어지는 바닥판, 또한, 바닥판의 상면에, 예를 들어, 고무제의 표면 시트(바닥재)가 적층된다.

<각 구성의 효과>

이상과 같이, 본 실시예에 따른 철도 차량은 차량 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 사이드빔과, 각 사이드빔의 차량 길이 방향 단부에 있어서, 차량 폭 방향으로 연장되는 엔드빔과, 엔드빔보다 차량 길이 방향의 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 동시에 대차에 설치되는 볼스터와, 엔드빔과 볼스터 사이에 위치하고, 차량 길이 방향으로 연장되는 중간빔과, 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 복수의 크로스빔과, 크로스빔의 상면에 고정되고, 볼스터에 대해 차량 길이 방향으로 변위 가능한 파형판을 구비한다.

이러한 구성에 따르면, 파형판은 볼스터에 대해 변위 가능하게 설치되어 있기 때문에 언더프레임에서 파형판으로 작용하는 차량 단부 압축 하중을 줄일 수 있으며, 파형판이 좌굴하거나 영구 변형하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 철도 차량은 차량 단부 압축 하중에 의한 힘이 파형판에 걸리기 어려운 구조이기 때문에 파형판의 판 두께나 파고를 크게 할 필요가 없다. 그 때문에, 파형판의 판 두께를 스폿 용접 가능한 정도까지 얇게 형성 할 수 있으며, 또한 파고도 작게 억제하여 차내 공간을 넓게 할 수 있다. 게다가, 본 실시예에 따른 철도 차량은 언더프레임에 파형판이 고정되어 있기 때문에 차체에 작용하는 비틀림 하중에 대해서도 충분한 강성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 구성에 더하여, 본 실시예에 따른 철도 차량에 있어서, 크로스빔은 파형판과 접합되는 상면부와, 상면부와 이격되는 하면부를 가지며, 상면부의 차량 길이 방향의 길이가, 하면부의 차량 길이 방향의 길이보다 커도 좋다. 이 구성에 따라, 크로스빔의 상면부와 파형판의 접합을 각 크로스빔에 있어서 차량 길이 방향으로 2점 이상 스폿 용접할 수 있으므로 파형판의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 구성에 더하여, 본 실시예에 따른 철도 차량에 있어서, 파형판은 크로스빔의 상면에 고정되고, 또한 볼스터와 비접촉이어도 좋다. 이 구성에 따라, 큰 차량 단부 압축 하중이 작용해도 볼스터에서 파형판으로 작용하는 해당 하중을 방지할 수 있다.

또한, 상기 구성에 더하여, 본 실시예에 따른 철도 차량에 있어서, 파형판은 그 차량 길이 방향 단부가, 각 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽이 되는 위치에 배치되어도 좋다. 이 구성에 따라, 파형판은 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽에 배치되므로 볼스터에 전해진 차량 단부 압축 하중이 파형판 작용하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 언더프레임에 작용한 차량 단부 압축 하중은 양쪽에 배치된 사이드빔으로 배분되고, 게다가 사이드 구조체로 분산되므로 파형판에 작용하는 차량 단부 압축 하중을 크게 줄일 수 있다.

또한, 상기 구성에 더하여, 본 실시예에 따른 철도 차량은 볼스터와 파형판의 차량 길이 방향 단부 사이에 플로어 팬을 더 구비하여도 좋다. 또한, 본 실시예에 따른 철도 차량은 볼스터에서 차량 길이 방향 안쪽을 향해 제1 플로어 팬과, 크로스빔과, 제2 플로어 팬이 차례로 배치되어도 좋다. 이 구성에 따라, 대차로부터의 소음이 가장 차량 안으로 전해지기 쉬운 위치에 배치된 플로어 팬에 방음재 등을 빈틈없이 설치할 수 있기 때문에 효율적으로 소음을 줄일 수 있다. 또한, 이 플로어 팬은 강성이 낮기 때문에 차량 단부 압축 하중이 볼스터에서 플로어 팬을 통해 파형판으로 전해지지 않는다. 특히, 볼스터에서 차량 길이 방향을 따라 차례로 제1 플로어 팬과 볼스터와 제2 플로어 팬과 파형판이 배치되므로 볼스터로부터의 거리를 확보할 수 있다. 이로써 파형판에 작용하는 차량 단부 압축 하중을 방지할 수 있다.

이상으로, 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명했지만, 구체적인 구성은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.

본 발명에 따른 철도 차량은 큰 차량 단부 압축 하중을 견딜 수 있기 때문에 철도 차량 기술 분야에 있어서 유익하다.

10: 사이드빔 20: 엔드빔
30: 볼스터 30: 중간빔
50: 크로스빔 60: 파형판
70: 플로어 팬 80: 파형판부
90: 플로어 팬부 100: 철도 차량
102: 대차 103: 차량 본체

Claims

차량 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 사이드빔과,
상기 한 쌍의 사이드빔의 차량 길이 방향 단부에 있어서 차량 폭 방향으로 각각 연장되는 엔드빔과,
상기 엔드빔보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 동시에 대차에 설치되는 볼스터와,
상기 엔드빔과 상기 볼스터 사이에 위치하고, 차량 길이 방향으로 연장되는 중간빔과,
상기 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고, 차량 폭 방향으로 연장되는 복수의 크로스빔과,
상기 크로스빔의 상면에 고정되고, 상기 볼스터에 대해 차량 길이 방향으로 변위 가능한 파형판과,
상기 볼스터와 상기 크로스빔과의 사이에 플로어 팬을 갖는 플로어 팬부를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 1 항에 있어서, 상기 크로스빔은 상기 파형판과 접합되는 상면부와, 상기 상면부와 이격되는 하면부를 가지며,
상기 상면부의 차량 길이 방향의 길이가 상기 하면부의 차량 길이 방향의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파형판은 상기 크로스빔의 상면에 고정되고, 상기 볼스터와 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 1 항에 있어서, 상기 파형판은 상기 차량 길이 방향 단부가 상기 각 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽이 되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 4 항에 있어서, 상기 볼스터와 상기 파형판의 차량 길이 방향 단부 사이에 플로어 팬을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 플로어 팬부는 상기 볼스터보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하여 상기 볼스터에 접속되어 있으며,
상기 복수의 크로스빔의 전부 또는 일부는 상기 플로어 팬부보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고,
상기 복수의 크로스빔의 전부 또는 일부의 차량 길이 방향의 최외부에 위치하는 크로스빔은 상기 플로어 팬부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 7 항에 있어서,
상기 파형판의 차량 길이 방향의 단부는 각 상기 볼스터보다 차량 길이 방향의 안쪽이 되는 위치에 배치되어 있으며,
상기 플로어 팬부는, 상기 볼스터와 상기 파형판의 차량 길이 방향 단부와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제 1 항에 있어서,
제1 플로어 팬과 제2 플로어 팬을 더 구비하고,
상기 복수의 크로스빔은 제1 크로스빔과 제2 크로스빔을 포함하며,
상기 제1 플로어 팬은 상기 볼스터에 접속되고,
상기 제1 크로스빔은 상기 제1 플로어 팬에 접속되며,
상기 제2 플로어 팬은 상기 제1 크로스빔에 접속되고,
상기 제2 크로스빔은 상기 제2 플로어 팬에 접속되며,
상기 파형판은 상기 제2 크로스빔의 상면에 고정되고, 상기 볼스터에 대해 차량 길이 방향으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 철도 차량.