KR101830690B1

KR101830690B1 - 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조

Info

Publication number: KR101830690B1
Application number: KR1020160098364A
Authority: KR
Inventors: 서승일; 문형석
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-22
Also published as: KR20180015311A

Abstract

본 발명은 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악철도차량이 선회주행이나 경사주행 또는 선회경사주행시 전부 차량과 후부 차량이 횡방향이나 종방향 또는 비틀리는 방향으로 선회 가능하게 함으로써 안정적인 주행을 가능하게 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전부 차량의 단부에 설치되는 제1,2고정부재와, 후부 차량의 단부에 설치되는 제3고정부재와, 상기 제1고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1액츄에이터와, 상기 제2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제2액츄에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

산악철도차량용 차체 상부 연결 구조{a coupler structure for railway vehicle}

본 발명은 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악철도차량이 선회주행이나 경사주행 또는 선회경사주행시 전부 차량과 후부 차량이 횡방향이나 종방향 또는 비틀리는 방향으로 선회 가능하게 함으로써 안정적인 주행을 가능하게 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 추진동력을 제공하는 기관차와, 기관차의 후미에 연결되는 다수의 객차 또는 화차로 이루어져 운행하게 되는데, 앞,뒤 차량의 상호 연결 및 분리를 위하여 차량의 사이에 연결기가 설치된다.

이러한 연결기는 차량 간을 견인하는 동시에 차량이 철도 레일의 곡선구간을 통과하는 경우 차량 간에 발생하는 굴절운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 연결기의 본체는 크게 헤드부, 샹크부, 테일부로 구성된다.

이때, 상기 헤드부의 내부공간에 너클과 로크, 로크 리프트, 너클 스로워, 너클 핀 등이 설치되고, 차량 상호 간을 연결할 경우 한쪽 연결기의 너클을 개방위치에 놓고 다른쪽 연결기를 밀면 열려있던 너클이 밀려 닫히면서 양쪽의 너클이 서로 맞물리는 상태가 되고, 이와 동시에 연결기의 헤드부에서 로크가 내려져 너클이 열리지 않도록 고정됨으로써 차량 상호 간을 연결할 수 있도록 구성되어 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 연결기는 차량의 곡선구간 주행시 완충기키에 의해 차량 간에 굴절이 발생하는 것을 어느 정도 지지할 수 있으나, 차량 간에 굴절이 발생하는 경우 헤드부의 결합부분에서는 마찰에 의한 소음이 심하게 발생되고, 연결기의 비틀림에 의한 하중이 심하게 발생되어 내구성이 떨어지게 되는 단점이 있다.

또한, 산악철도차량과 같이 경사가 심한 경로를 주행하거나, 경사가 있으면서도 선회를 하여야 하는 선회경사지역을 주행하는 경우 연결기의 결합부분에 횡방향 하중은 물론 종방향 하중 및 비틀림 하중도 발생하게 되는데, 이러한 경우 마찰에 의한 소음이 더욱 심하게 발생할 뿐만 아니라, 상기와 같은 종래의 연결기 구조로는 종방향 하중 및 비틀림 하중은 물론 차량간의 굴절에 의한 횡방향 하중도 제대로 지지하기 어렵다는 문제점이 있다.

특히, 경사 또는 선회경사가 심한 경우 산악철도차량의 주행 안정성에 문제가 발생될 수도 있으므로 새로운 구조의 연결장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국등록특허 제10-0658310호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전부 차량의 단부에 설치되는 제1,2고정부재와 후부 차량의 단부에 설치되는 제3고정부재와 상기 제1,2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1,2액츄에이터로 이루어져, 산악철도차량이 곡선구간을 주행할 때 전부 차량과 후부 차량이 선로의 곡륜반경에 대응되도록 선회할 수 있게 하여 안정적으로 곡선구간을 주행할 수 있을 뿐만 아니라, 제1,2고정부재와 제3고정부재를 각각 탄성재질로 형성하여 경사구간을 주행할 때에도 전부 차량과 후부 차량이 상하 방향으로 회전되게 하여 경사구간도 안정적으로 주행할 수 있게 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 제1,2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1,2액츄에이터는 일측단부는 제1,2고정부재의 단부에 회동가능하게 연결되고, 타측 단부는 제3고정부재의 단부에 설치되는 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되어 좌우 회동을 용이하게 하며, 제1,2액츄에이터는 양측 단부에는 회전부가 형성되고, 회전부의 일측에는 슬라이딩바가 돌출 형성되며, 양측 회전부의 사이에는 슬라이딩 바가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 유격홈이 형성되는 연결바가 구비되어, 전부 차량과 후부 차량이 경사 선회구간을 주행할 때, 서로 비틀리는 방향으로 회동하더라도 안정적으로 각 차량의 연결상태를 유지하도록 하여 안전운행을 가능하게 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

전부 차량의 단부에 설치되는 제1,2고정부재와, 후부 차량의 단부에 설치되는 제3고정부재와, 상기 제1고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1액츄에이터와, 상기 제2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제2액츄에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제3고정부재는 'ㅅ'자 형상으로 형성되고, 중심에 형성되는 돌출부의 단부에는 텐션플레이트가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1액츄에이터의 일측 단부는 제1고정부재의 일측 단부에 회동가능하게 연결되고 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되며, 상기 제2액츄에이터의 일측 단부는 제2고정부재의 일측 단부에 회동가능하게 연결되고 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1,2고정부재의 일측단부는 서로 접하도록 위치하되, 상기 제1고정부재에는 제1경사부가 형성되고, 상기 제2고정부재에는 제2경사부가 형성되며, 상기 제1,2액츄에이터의 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 상하로 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1,2고정부재의 타측 단부에는 제1,2액츄에이터의 일측 단부가 삽입되는 제1,2관통공이 형성되고, 상기 제1,2관통에는 제1,2액츄에이터의 일측 단부가 연결되는 제1,2회전축이 설치되며, 상기 텐션플레이트에는 제1,2액츄에이터의 타측 단부가 삽입되는 제3,4관통공이 상하로 형성되고, 제3,4관통공에는 상기 제1,2액츄에이터의 타측 단부가 연결되는 제3,4회전축이 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1,2액츄에이터는 양측단부에 구비되는 회전부와, 상기 회전부의 사이에 구비되는 연결바로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연결바의 양측에는 유격홈이 형성되고, 상기 회전부의 일측에는 상기 유격홈에 삽입되는 슬라이딩 바가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전부의 중심부에는 베어링이 구비되는 설치공이 형성되고, 상기 베어링은 제1,2,3,4회전축과 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1,2,3고정부재는 탄성재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 전부 차량의 단부에 설치되는 제1,2고정부재와 후부 차량의 단부에 설치되는 제3고정부재와 상기 제1,2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1,2액츄에이터로 이루어져, 산악철도차량이 곡선구간을 주행할 때 전부 차량과 후부 차량이 선로의 곡륜반경에 대응되도록 선회할 수 있게 하여 안정적으로 곡선구간을 주행할 수 있을 뿐만 아니라, 제1,2고정부재와 제3고정부재를 각각 탄성재질로 형성하여 경사구간을 주행할 때에도 전부 차량과 후부 차량이 상하 방향으로 회전되게 하여 경사구간도 안정적으로 주행할 수 있게 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 제1,2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1,2액츄에이터는 일측단부는 제1,2고정부재의 단부에 회동가능하게 연결되고, 타측 단부는 제3고정부재의 단부에 설치되는 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되어 좌우 회동을 용이하게 하며, 제1,2액츄에이터는 양측 단부에는 회전부가 형성되고, 회전부의 일측에는 슬라이딩바가 돌출 형성되며, 양측 회전부의 사이에는 슬라이딩 바가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 유격홈이 형성되는 연결바가 구비되어, 전부 차량과 후부 차량이 경사 선회구간을 주행할 때, 서로 비틀리는 방향으로 회동하더라도 안정적으로 각 차량의 연결상태를 유지하도록 하여 안전운행을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조가 설치된 철도차량의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 구성하는 액츄에이터의 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 구성하는 제3고정부재의 사시도이다.

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 1은 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조가 설치된 철도차량의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 구성하는 액츄에이터의 분리 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조를 구성하는 제3고정부재의 사시도이다.

본 발명은 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조에 관한 것으로 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 전부 차량(610)의 단부에 설치되는 제1,2고정부재(100,200)와 후부 차량(620)의 단부에 설치되는 제3고정부재(300)와 상기 제1고정부재(100)와 제3고정부재(300)를 연결하는 제1액츄에이터(400)와 상기 제2고정부재(200)와 제3고정부재(300)를 연결하는 제2액츄에이터(500)로 이루어진다.

여기서, 상기 제1,2액츄에이터(400)는 제1,2고정부재(100,200) 및 제3고정부재(300)와 회동 가능하게 설치되어, 산악철도차량이 곡선구간을 주행할 때 전부 차량(610)과 후부 차량(620)이 선로를 따라 적절하게 선회가능하게 하여, 산악철도차량이 안전하게 곡선 구간을 주행할 수 있게 한다.

그리고, 상기 제3고정부재(300)는 'ㅅ'자 형상으로 형성되어 상기 제3고정부재(300)의 중심에는 전방으로 돌출부(305)가 돌출 형성되는데, 상기 돌출부(305)에는 텐션플레이트(310)가 설치된다.

여기서, 상기 제1고정부재(100)와 제2고정부재(200)는 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 일측 면은 전부 차량(610)의 단부에 고정 결합되고, 제1,2고정부재(100,200)의 타측 단부에는 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 일측 단부가 회동가능하게 연결되고, 상기 제3고정부재(300)의 돌출부(305)에 설치된 텐션플레이트(310)에는 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 타측 단부가 회동가능하게 설치된다.

이때, 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 타측 단부는 상기 텐션플레이트(310)에 각각 회동가능하게 설치되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1액츄에이터(400)의 단부가 제2액츄에이터(500)의 상부에 위치하도록 설치된다.

또한, 상기 제1,2고정부재(100,200)는 전부 차량(610)과 접하는 일측면에 제1경사부(120)와 제2경사부(220)가 각각 형성되어 제1,2고정부재(100,200)의 단부와 제1,2액츄에이터(400,500)의 높이를 동일하게 유지하게 함으로써 제1,2액츄에이터(400,500)가 안정적으로 회동할 수 있게 한다.

한편, 상기 제1,2고정부재(100,200) 및 제3고정부재(300)와 제1,2액츄에이터(400,500)의 결합관계를 살펴보면, 상기 제1,2고정부재(100,200)는 제1,2액츄에이터(400,500)가 회동가능하게 연결되는데, 제1,2액츄에이터(400,500)가 연결되는 단부에는 제1관통공(110)과 제2관통공(210)이 각각 형성되어 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 단부가 삽입되게 되며, 상기 제1,2관통공(110,210)에는 제1,2회전축(115,215)이 각각 구비되어 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 단부가 제1,2회전축(115,215)을 기준으로 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 텐션플레이트(310)에는 제3관통공(312)과 제4관통공(314)이 상하로 형성되는데, 상기 제3관통공(312)에는 제1액츄에이터(400)의 타측 단부가 삽입되고, 상기 제4관통공(314)에는 제2액츄에이터(500)의 타측 단부가 삽입되며, 상기 제3,4관통공(312,314)에는 제3,4회전축(316,318)이 각각 구비되어, 상기 제1,2액츄에이터(400,500)의 단부가 제3,4회전축(316,318)을 기준으로 회전가능하게 설치된다.

이때, 상기 텐션플레이트(310)는 탄성재로 이루어져, 산악철도차량이 경사 구간을 주행할 때, 전부 차량(610)과 후부 차량(620)이 상기 텐션플레이트(310)를 기준으로 상하로 유동될 수 있어 경사 구간에서도 전부 차량(610)과 후부 차량(620)의 연결을 견고하게 하여 안정적으로 주행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1,2,3고정부재(100,200,300) 역시 탄성재로 이루어져, 산악철도차량이 곡선 구간이나 경사 구간 뿐만 아니라, 곡선과 경사가 혼합된 구간을 주행할 때에도 텐션플레이트(310)뿐만 아니라 제1,2,3고정부재(100,200,300)가 비틀린 상태에서도 연결을 견고하게 유지하게 하여 안정적인 주행을 가능하게 한다.

이때, 상기 제1,2고정부재(100,200)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 'ㄱ'자 형상으로 형성되고, 내측에는 각각 제1,2보강판(130,230)이 더 구비되어 제1,2고정부재(100,200)의 내구성과 탄성력을 높여주어 보다 안정적인 주행을 가능하게 한다.

또한, 상기 제3고정부재(300)의 단부에 도 6에 도시된 바와 같이 제3보강판(320)이 더 구비되어 제3고정부재(300)의 내구성을 높여주게 된다.

한편, 제1,2액츄에이터(400,500)는 양측단부에 회전가능하게 구비되는 회전부(420,520)와 상기 회전부(420,520)의 사이에 구비되는 연결바(410,510)로 이루어지는데, 상기 연결바(410,510)의 양측 단에는 내측으로 유격홈(412,512)이 각각 형성되고, 상기 회전부(420,520)의 일측에는 상기 유격홈(412,512)에 삽입되도록 슬라이딩 바(422,522)가 돌출 형성된다.

이때, 상기 회전부(420,520)는 중심부에 설치공(424,524)이 형성되는데, 상기 설치공(424,524)에는 베어링(426,526)이 설치되며, 상기 베어링(426,526)은 제1,2,3,4회전축(115,215,316,318)과 연결된다.

그래서, 상기 제1,2액츄에이터(400,500)는 제1,2,3,4회전축(115, 215, 316, 318)을 기준으로 회전가능하여 곡선구간에서 전후 차량(610,620)이 좌우로 회전가능하게 되며, 곡선 구간과 경사 구간이 혼합되는 구간에서 전후 차량(610,620) 사이에 비틀림이 발생할 경우 제1,2고정부재(100,200)와 텐션플레이트(310) 사이의 거리가 멀어지게 되더라도 연결바(410,510)의 유격홈(412,512)에 삽입된 슬라이딩 바(422,522)가 고정설치되어 제1,2고정부재(100,200)와 텐션플레이트(310) 사이의 연결상태를 안정적으로 유지하게 되며, 제1,2,3고정부재(100,200,300)의 탄성력에 의해 변형을 막아주게 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 : 제1고정부재 200 : 제2고정부재
300 : 제3고정부재 400 : 제1액츄에이터
500 : 제2액츄에이터 610 : 전부 차량
620 : 후부 차량

Claims

전부 차량의 단부에 설치되는 제1,2고정부재와,
후부 차량의 단부에 설치되는 제3고정부재와,
상기 제1고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제1액츄에이터와,
상기 제2고정부재와 제3고정부재를 연결하는 제2액츄에이터를 포함하여 이루어지되,
상기 제3고정부재는 'ㅅ'자 형상으로 형성되고, 중심에 형성되는 돌출부의 단부에는 텐션플레이트가 설치되고,
상기 제1액츄에이터의 일측 단부는 제1고정부재의 일측 단부에 회동가능하게 연결되고 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되며,
상기 제2액츄에이터의 일측 단부는 제2고정부재의 일측 단부에 회동가능하게 연결되고 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 회동가능하게 연결되고,
상기 제1,2고정부재의 일측단부는 서로 접하도록 위치하되,
상기 제1고정부재에는 제1경사부가 형성되고, 상기 제2고정부재에는 제2경사부가 형성되며,
상기 제1,2액츄에이터의 타측 단부는 상기 텐션플레이트에 상하로 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조.
삭제
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삭제
제1항에 있어서,
상기 제1,2고정부재의 타측 단부에는 제1,2액츄에이터의 일측 단부가 삽입되는 제1,2관통공이 형성되고, 상기 제1,2관통공에는 제1,2액츄에이터의 일측 단부가 연결되는 제1,2회전축이 설치되며,
상기 텐션플레이트에는 제1,2액츄에이터의 타측 단부가 삽입되는 제3,4관통공이 상하로 형성되고, 제3,4관통공에는 상기 제1,2액츄에이터의 타측 단부가 연결되는 제3,4회전축이 설치되는 것을 특징으로 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조.
제5항에 있어서,
상기 제1,2액츄에이터는 양측단부에 구비되는 회전부와,
상기 회전부의 사이에 구비되는 연결바로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조.
제6항에 있어서,
상기 회전부의 중심부에는 베어링이 구비되는 설치공이 형성되고,
상기 베어링은 제1,2,3,4회전축과 연결되는 것을 특징으로 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 제1,2,3고정부재는 탄성재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악철도차량용 차체 상부 연결 구조.