KR101770780B1

KR101770780B1 - 튜브형 완충장치

Info

Publication number: KR101770780B1
Application number: KR1020160070311A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 권태수; 정현승
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-08-24

Abstract

본 발명은 튜브형 완충장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량이나 충격을 해소하기 위한 구조물에 설치되어 한번에 강한 충격이 가해지더라도 안정적으로 충격을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 보다 용이하게 제조할 수 있으며, 전체 무게를 가볍게 하여 운반 및 설치를 용이하게 하는 튜브형 완충장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 지지부와, 상기 지지부의 전부에 구비되어 충격을 해소하기 위한 변형부로 이루어지되, 상기 지지부는 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 설치판과, 상기 설치판의 전부에 형성되는 원통형상의 하우징과, 상기 하우징의 전단에 구비되는 커팅툴로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

튜브형 완충장치{a tube type absorbing device}

본 발명은 튜브형 완충장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량이나 충격을 해소하기 위한 구조물에 설치되어 한번에 강한 충격이 가해지더라도 안정적으로 충격을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 보다 용이하게 제조할 수 있으며, 전체 무게를 가볍게 하여 운반 및 설치를 용이하게 하는 튜브형 완충장치에 관한 것이다.

통상적으로 철도차량에 적용되는 전두부 충돌에너지 흡수장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 커플러와 헤드스톡(head stock) 및 하니컴부재로 구성되는데, 상기 커플러는 철도차량의 충돌시 그 충돌에너지에 의해 가장 먼저 압괴되면서 1차적으로 충돌에너지를 흡수하고, 상기 헤드스톡과 하니컴부재는 커플러에 의하여 흡수되지 못한 충돌에너지를 흡수하는 것으로서 충돌에너지의 대부분을 흡수하게 된다.

이러한 커플러 및 헤드스톡에는 철도차량의 충돌시 그 충돌에너지를 흡수하기 위하여 원통형의 확관식 튜브완충기가 설치되는데, 상기 확관식 튜브완충기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일측에 쐐기 형태의 다이(1)가 형성된 압입튜브(2)와 일측에 확관부(3)가 형성된 팽창튜브(4)가 결합하되, 상기 쐐기형태의 다이(1)가 상기 팽창튜브(4)의 확관부(3)에 접하도록 결합된다.

이때, 확관식 튜브완충기는 철도차량 전두부의 커플러 및 헤드스톡에 설치되되, 도 4에 도시된 바와 같이 압입튜브(2)의 다이(1)가 팽창튜브(4)의 확관부(3)에 접하도록 설치되고, 철도차량의 충돌시 압입튜브(2)의 일측에 형성된 쐐기 형태의 다이(1)가 팽창튜브(4)의 내부에서 길이방향으로 진행하면서 다이(1)가 팽창튜브(4)를 원주방향으로 확관시키면서 철도차량의 충돌시 발생하는 충돌에너지를 팽창튜브(4)를 확관시키는 소성 변형에너지로 변환하여서 충돌에너지를 흡수, 완충하는 것이다.

그런데, 이러한 확관식 튜브 완충기는 충격발생시 팽창튜브(4)를 확관하는 과정에서 일시에 가해지는 충격에 의해 다이(1)가 팽창튜브(4)를 강하게 압박하게 되므로, 팽창튜브(4)가 터지거나 찌그러져서 안정적으로 충격을 해소할 수 없는 등의 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1063942호 한국등록특허 제10-1125769호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 철도차량이나 충격을 해소하기 위한 구조물에 설치되는 지지부와 상기 지지부의 전부에 구비되어 충격을 해소하는 변형부로 이루어지되, 상기 지지부의 전단에는 절삭날이 구비되고, 상기 변형부는 튜브형상으로 형성되되 상기 절삭날이 접하는 단턱부가 형성되어, 외부에서 충격이 가해질 경우 절삭날이 단턱부를 절개하는 과정에서 충격을 해소함으로써, 변형부의 찌그러짐이나 터짐 등을 방지하여 안정적으로 충격을 해소할 수 있는 튜브형 완충장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 변형부는 원통형상의 가공 변형 튜브와 상기 가공 변형 튜브의 전단에 형성되는 충돌부재로 이루어지는데, 상기 가공 변형 튜브는 알루미늄 재질로 이루어져, 전체 무게를 줄여줄 수 있으며, 압출 방식으로 제조함으로써, 보다 용이하게 제조할 수 있는 튜브형 완충장치를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 지지부와, 상기 지지부의 전부에 구비되는 변형부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지부는 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 설치판과, 상기 설치판에 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 전단에 구비되는 커팅툴로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 커팅툴은 링형상으로 형성되되 전면 내측에는 절삭날이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 변형부는 가공 변형 튜브로 이루어지되, 상기 가공 변형 튜브의 후단에는 상기 커팅툴의 관통공으로 삽입되는 삽입부가 형성되고, 상기 삽입부의 전부에는 상기 절삭날이 접하는 단턱부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가공 변형 튜브의 전단에는 충돌부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 삽입부의 후단에는 링형상의 고정캡이 구비되되, 상기 고정캡의 외경은 상기 커팅툴의 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절삭날의 외측에는 오목홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 철도차량이나 충격을 해소하기 위한 구조물에 설치되는 지지부와 상기 지지부의 전부에 구비되어 충격을 해소하는 변형부로 이루어지되, 상기 지지부의 전단에는 절삭날이 구비되고, 상기 변형부는 튜브형상으로 형성되되 상기 절삭날이 접하는 단턱부가 형성되어, 외부에서 충격이 가해질 경우 절삭날이 단턱부를 절개하는 과정에서 충격을 해소함으로써, 변형부의 찌그러짐이나 터짐 등을 방지하여 안정적으로 충격을 해소할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 변형부는 원통형상의 가공 변형 튜브와 상기 가공 변형 튜브의 전단에 형성되는 충돌부재로 이루어지는데, 상기 가공 변형 튜브는 알루미늄 재질로 이루어져, 전체 무게를 줄여줄 수 있으며, 압출 방식으로 제조함으로써, 보다 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 통상적으로 철도차량에 적용되는 전두부 충돌에너지 흡수장치의 개념도이다.
도 2는 종래의 완충 장치의 사시도이다.
도 3은 종래의 완충 장치의 단면도이다.
도 4는 종래의 완충 장치의 완충과정을 보여주는 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 완충과정을 보여주는 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 5는 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 분리 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 튜브형 완충장치의 완충과정을 보여주는 상태도이다.

본 발명은 철도차량이나 구조물에 설치하여 외부로부터 가해지는 충격을 감쇄시키기 위한 튜브형 완충장치에 관한 것으로 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 그 구성은 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 지지부(100)와 상기 지지부(100)의 전부에 구비되어 충격을 해소하기 위한 변형부(200)로 이루어진다.

여기서, 상기 지지부(100)는 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 고정 설치되는 설치판(110)과 상기 설치판(110)의 전부에 형성되는 하우징(120)과 상기 하우징(120)의 전부에 구비되는 커팅툴(130)로 이루어진다.

이때, 상기 설치판(110)은 철도차량 또는 구조물의 설치 위치에 따라 그 형상이 변화될 수 있으나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 평평한 사각판 형상으로 형성되며, 가장자리에는 철도차량 또는 구조물에 고정하기 위하여 고정공이 형성되어 볼트 등을 사용하여 고정하게 된다.

그리고, 상기 하우징(120)은 상기 설치판(110)의 전면에 일체로 형성되고, 그 형상은 원통형상으로 형성되는데, 설치할 위치나 상황에 따라 다각통 형상 등으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 하우징(120)의 전단에 구비되는 커팅툴(130)은 하우징(120)의 단면 형상에 대응되도록 원형 또는 다각 링형상으로 형성되어 하우징(120)의 전면에 볼트 등을 이용하여 견고하게 고정되게 된다.

이때, 상기 커팅툴(120)의 전면 내측에는 절삭날(140)이 형성되어 상기 변형부(200)를 절삭하면서 외부에서 가해지는 충격을 완충시키게 된다.

한편, 상기 변형부(200)는 상기 커팅툴(130)과 접하도록 위치하는 가공 변형 튜브(210)와 상기 가공 변형 튜브(210)의 전단에 구비되는 충돌부재(230)로 이루어진다.

여기서, 상기 가공 변형 튜브(210)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 형성될 수도 있고, 전술한 바와 같이 하우징(120)의 형상에 대응되도록 다각 통 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 충돌부재(230)는 판형상으로 형성되는데, 도 7에 도시된 바와 같이 충돌부재(230)의 후면에는 상기 가공 변형 튜브(210)의 형상에 대응되도록 안착홈(232)이 형성되어 볼트 등을 사용하여 가공 변형 튜브(210)의 전면에 고정 결합된다.

그리고, 상기 충돌부재(230)의 전면에는 일정 간격으로 전방으로 돌출되는 돌기부(234)가 형성되는데, 상기 돌기부(234)는 외부에서 물체가 부딪히거나 철도차량이 직접 다른 물체와 부딪힐 때, 물체가 변형부(200)를 벗어나 다른 부분과 부딪히는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 가공 변형 튜브(210)의 후단에는 링 형상의 커팅툴(130)의 중심부에 형성되는 관통공(132)으로 삽입되는 삽입부(214)가 형성되고, 상기 삽입부(214)의 전부에는 커팅툴(130)의 전면 내측에는 상기 파이프 형상의 변형부(200)의 외측 전체, 즉 가공 변형 튜브(210)의 외측 전체를 한번에 절삭하도록 형성되는 링형상의 절삭날(140)이 접하도록 단턱부(212)가 형성된다.

이때, 상기 삽입부(214)의 후단에는 링 형상의 고정캡(220)이 구비되는데, 상기 고정캡(220)은 볼트 등을 이용하여 삽입부(214)의 단부에 결합 고정되게 된다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 커팅툴(130)의 외경은 하우징(120)의 외경과 동일하게 형성되지만 커팅툴(130)의 내경은 하우징(120)의 내경보다 작게 형성되고, 상기 고정캡(220)의 내경은 가공 변형 튜브(210)의 내경과 동일하게 형성되지만 고정캡(220)의 외경은 상기 가공 변형 튜브(210)의 외경보다 크게 형성된다.

또한, 상기 고정캡(220)의 외경은 커팅툴(130)의 내경 보다 크게 형성됨으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 커팅툴(130)의 내주면은 삽입부(214)의 전부와 후부에 구비되는 단턱부(212)와 고정캡(220) 사이에 위치하게 됨으로써, 가공 변형 튜브(210)가 슬라이딩 이동하지 않고 하우징(120)과 결합된 상태를 유지하게 된다.

한편, 본 발명인 튜브형 완충장치의 작용 관계를 살펴보면, 철도차량 또는 구조물에 설치된 상태에서 외부에서 물체가 상기 변형부(200)의 충돌부재(230)에 부딛히게 되면, 충돌부재(230)의 후부에 결합된 가공 변형 튜브(210)로 충격이 전달되고, 전달된 충격에 의해 가공 변형 튜브(210)는 후부로 밀리게 된다.

이때, 상기 가공 변형 튜브(210)의 후부에 형성된 단턱부(212)에는 상기 하우징(120)의 전단에 구비되는 커팅툴(130)에 형성되는 절삭날(140)이 접하게 되는데, 상기 가공 변형 튜브(210)가 충돌력에 의해 후부로 이동하는 과정에서 상기 절삭날(140)에 의해 가공 변형 튜브(210)의 단턱부(212)가 도 8에 도시된 바와 같이 절삭되게 된다.

그래서, 상기 절삭날(140)에 의해 가공 변형 튜브(210)의 외주면에 형성되는 단턱부(212)가 절삭되는 과정에서 발생하는 저항력에 의해 외부에서 가해진 충격을 해소하게 된다.

한편, 상기 커팅툴(130)에 형성된 절삭날(140)의 외측에는 원주 방향으로 오목홈(135)이 형성되는데, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 절삭날(140)에 의해 단턱부(212)가 절삭될 때, 절삭된 부분이 상기 오목홈(135)의 라운드진 표면을 따라 휘어지게 되어 외측으로 배출되게 되므로 안정적으로 절삭할 수 있게 된다.

그리고, 상기 가공 변형 튜브(210)는 알루미늄 재질로 이루어져 보다 용이하게 가공 변형 튜브(210)를 가공할 수 있게 된다.

즉, 종래의 일반적인 튜브의 경우에는 튜브 자체의 형상을 변형하면서 외부의 충격을 완충시키기 때문에 일정 이상의 강도를 가지는 재질로 이루어지게 되며, 그에 따라 튜브를 가공하기가 어려운 문제점이 있었다.

그런데, 본 발명에서는 가공 변형 튜브(210)의 형상을 변형하는 것이 아니라 외주면의 단턱부(212)를 절단하는 과정에서 충격을 해소하게 되므로, 큰 강도가 필요하지 않기 때문에 알루미늄 재질로 형성하여 전체 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 판재를 가공하여 용접하는 등 제조 방법을 사용하지 않고 압출 성형이 가능하기 때문에 보다 용이하게 가공할 수 있게 된다.

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

100 : 지지부 110 : 설치판
120 : 하우징 130 : 커팅툴
132 : 관통공 135 : 오목홈
140 : 절삭날 200 : 변형부
210 : 가공 변형 튜브 212 : 단턱부
214 : 삽입부 220 : 고정캡
230 : 충돌부재 232 : 안착부
234 : 돌기부

Claims

철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 지지부(100)와,
상기 지지부(100)의 전부에 구비되는 파이프 형상의 변형부(200)로 이루어지고,
상기 지지부(100)는 철도차량 또는 완충을 위한 구조물에 설치되는 설치판(110)과, 상기 설치판(110)에 형성되는 하우징(120)과, 상기 하우징(120)의 전단에 구비되는 커팅툴(130)로 이루어지며,
상기 커팅툴(130)은 링형상으로 형성되되 전면 내측에는 상기 파이프 형상의 변형부(200)의 외측 전체를 한번에 절삭하도록 링형상의 절삭날(140)이 형성되고,
상기 변형부(200)는 알루미늄으로 형성되는 가공 변형 튜브(210)로 이루어지되, 상기 가공 변형 튜브(210)의 후단에는 상기 커팅툴(130)의 관통공으로 삽입되는 삽입부(214)가 형성되고, 상기 삽입부(214)의 전부에는 상기 절삭날(140)이 접하는 단턱부(212)가 형성되며,
상기 가공 변형 튜브(210)의 전단에는 충돌부재(230)가 구비되되, 상기 충돌부재(230)의 전면에는 일정 간격으로 전방으로 돌출되는 돌기부(234)가 형성되며,
상기 절삭날(140)의 외측에는 오목홈(135)이 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브형 완충장치.
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제1항에 있어서,
상기 삽입부(214)의 후단에는 링형상의 고정캡(220)이 구비되되,
상기 고정캡(220)의 외경은 상기 커팅툴(130)의 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브형 완충장치.
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