KR101930889B1

KR101930889B1 - 철도 차량용 관절식 보기

Info

Publication number: KR101930889B1
Application number: KR1020100053168A
Authority: KR
Inventors: 알랭 로데
Original assignee: 알스톰 트랜스포트 테크놀로지스
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2018-12-19
Also published as: RU2010122943A; BRPI1002671A8; BRPI1002671A2; CN101905699B; RU2521893C2; EP2258597A1; FR2946308B1; ES2436343T3; EP2258597B1; PL2258597T3; BRPI1002671B1; US20100307371A1; KR20100131394A; CN101905699A; US8056482B2; FR2946308A1

Abstract

본 발명에 따른 보기는 2개의 쌍의 휠(2)을 포함하며, 한 쌍의 상기 휠(2)은 굴대(4)를 형성하도록 샤프트에 의해 서로 연결되어 있고, 상기 굴대(4)는, 2개의 반부 섀시(8)를 포함하는 섀시(6)에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 반부 섀시(8) 각각은, 크로스 부재(12)에 의해 서로 연결된 2개의 측부 부재(10)를 가지고 있고, 상기 측부 부재(10)는 상기 굴대(4) 중 하나의 굴대(4) 상에 놓여 있으며, 상기 반부 섀시(8)의 상기 크로스 부재(12)들은, 하나의 상기 반부 섀시(8)가 실질적 길이방향 축(A) 주위로 다른 반부 섀시(8)에 대해 회전할 수 있도록, 관절수단(18)에 의해 서로에 대해 관절식으로 연결되어 있다. 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10) 각각은, 상기 측부 부재(10) 상에 실질적 횡방향 축에 관해 관절식으로 장착된 봉(20)에 의해 다른 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10)에 연결되어 있으며, 상기 봉(20)은, 상기 관절수단(18)을 통과하는 수평 평면에 대해 높이가 어긋난 수평 평면에서 적어도 부분적으로 연장되어 있다.

Description

철도 차량용 관절식 보기{ARTICULATED BOGIE FOR A RAILWAY VEHICLE}

본 발명은, 2개의 쌍의 휠을 포함하며, 한 쌍의 상기 휠은 굴대를 형성하도록 샤프트에 의해 서로 연결되어 있고, 상기 굴대는, 2개의 반부 섀시를 포함하는 섀시에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 반부 섀시 각각은, 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 측부 부재를 가지고 있고, 상기 측부 부재는 상기 굴대 중 하나의 굴대 상에 놓여 있으며, 상기 반부 섀시의 상기 크로스 부재들은, 하나의 상기 반부 섀시가 실질적 길이방향 축 주위로 다른 반부 섀시에 대해 회전할 수 있도록, 관절수단에 의해 서로에 대해 관절식으로 연결되어 있는, 유형의 철도 차량용 보기(bogie)에 관한 것이다.

본 발명은 또한 그러한 보기를 포함하는 철도 차량에 관한 것이다.

철도 차량의 보기는 왜곡부 위를 주행할 수 있어야 하는데, 다시 말해서, 트랙이 "왜곡"이라고 지칭되는 결함을 가질 수 있기 때문에, 동일 평면에 있지 않은 대지 상에서 지지할 수 있어야 한다.

보기가 "강성 섀시" 유형일 때, 차량이 트랙의 왜곡부 위를 주행할 때, 휠 하중 전달을 제한할 수 있는 것은 주로 굴대와 보기 섀시 사이의 현가장치의 가요성이다. 보기가 예를 들면 문헌 EP 0 409 128에 기술된 보기와 같이 "관절식(articulated) 섀시" 유형일 때에는, 트랙의 왜곡에 의해 발생되는 휠 하중 전달을 제한할 수 있는 것은 횡방향 축에 관한 2개의 반부 섀시의 관절이다.

그러나, 강성 섀시는, 1차 현가장치, 즉 왜곡을 흡수하기 위해 굴대와 보기 섀시 사이에 배치되는 부피가 크고 무거운 현가장치를 필요로 한다. 관절식 섀시는 1차 현가장치를 가지지 않을 수 있는데, 그것은 왜곡의 경우에 발생되는 변형이 섀시의 관절에 의해 흡수되기 때문이다. 따라서 이러한 해결방안은 중량의 감소를 가능하게 하며, 경제적 이점이 크다.

보기의 섀시는 "외부" 유형 또는 "내부" 유형인데, "외부" 유형에서는, 측부 부재는 휠의 외부에 배치되며, 일반적으로 휠의 외부에 배치되는 굴대 박스 상에 놓이고, "내부" 유형에서는, 측부 부재는 휠의 내부에 즉 휠들 사이에 배치되며, 마찬가지로 휠 내부에 배치되는 굴대 박스 상에 놓인다. 내부식 섀시는 보기의 질량과 제조 비용을 감소시킬 수 있게 한다. 그러한 섀시는 또한 제동 캘리퍼스가 섀시 외부에 수용될 수 있게 하며, 그것은 캘리퍼스가 제거되어야 할 때 캘리퍼스에 대한 접근성을 향상시킨다.

외부식 섀시는 부피가 더 크고, 철도 차량의 질량을 상당히 증가시킨다. 그러나, 그것은 휠 사이에 더 크고 동력이 더 강한 모터를 수용할 수 있는데, 그것은 휠 외부에 위치되는 굴대 박스가 휠 사이의 공간을 자유롭게 하기 때문이다.

본 발명의 목적 중 하나는, 질량이 감소된 컴팩트한 보기를 제안함으로써 상기 단점을 극복하는 것이다.

상기 목적을 위해서, 본 발명은, 상기 반부 섀시의 상기 측부 부재 각각은, 상기 측부 부재 상에 실질적 횡방향 축에 관해 관절식으로 장착된 봉에 의해 다른 상기 반부 섀시의 상기 측부 부재에 연결되어 있으며, 상기 봉은, 상기 관절수단을 통과하는 수평 평면에 대해 높이가 어긋난 수평 평면에서 적어도 부분적으로 연장되어 있는, 상술한 유형의 보기(bogie)에 관한 것이다.

상기 보기의 다른 특징에 따라,

- 하나의 상기 반부 섀시의 상기 크로스 부재에 모터가 고정되어 있고, 상기 모터는, 상기 반부 섀시가 놓여 있는 상기 굴대의 상기 휠들 사이에 연장되어 있으며 상기 굴대를 회전 구동시키고,

- 하나의 상기 반부 섀시의 상기 측부 부재는, 상기 굴대가 놓여 있는 상기 반부 섀시에 대한 상기 굴대의 상대적 수직 이동을 가능하게 하는 하나 이상의 1차 현가장치에 의해 상기 굴대 중 하나의 굴대 상에 놓여 있으며,

- 각각의 상기 반부 섀시의 상기 측부 부재는 각각의 상기 굴대의 굴대 박스 상에 놓여 있고, 상기 굴대 박스는 상기 굴대의 상기 휠들 사이에 배치되어 있으며,

- 각각의 상기 반부 섀시의 상기 측부 부재는 각각의 상기 굴대의 굴대 박스 상에 놓여 있고, 상기 굴대 박스는 상기 굴대의 상기 휠들 외부에 배치되어 있으며,

- 상기 봉은 스터럽 형상(stirrup shape)을 가지고 있으며 2차 현가장치를 수용하고 있고, 상기 2차 현가장치는, 상기 보기가 장착된 상기 철도 차량에 대한 상기 보기의 상대적 수직 이동을 가능하게 하며,

- 상기 봉은 막대 형상을 가지고 있고, 상기 반부 섀시는, 상기 봉에 대해 횡방향으로 돌출하도록 배치된 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트는 2차 현가장치를 지지하고 있고, 상기 2차 현가장치는, 상기 보기가 장착된 상기 철도 차량에 대한 상기 보기의 상대적 수직 이동을 가능하게 하며,

- 상기 봉이 적어도 부분적으로 연장되고 있는 상기 수평 평면과 상기 관절식 조인트를 통과하는 상기 수평 평면 사이의 높이의 차이는, 상기 보기의 상기 휠 베이스의 1/6 이상이며,

- 2개의 상기 봉들 사이의 횡방향으로의 간격은, 상기 보기의 상기 휠 베이스의 대략 1/3인이다.

본 발명은 또한, 상술한 하나 이상의 보기를 포함하는 철도 차량에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은, 예로서 주어진 다음의 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조함으로써 명백하게 될 것이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도 차량 보기의 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보기의 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보기의 사시도이다.

아래의 설명에서, "수직" 및 "수평"이라는 용어는, 철도 차량에 장착되는 보기에 대해 정의된다. 따라서, 수평 평면은, 굴대가 연장되는 평면에 대해 실질적으로 평행하고, 수직 평면은 휠이 연장되는 평면에 대해 실질적으로 평행하다. "길이방향"이라는 용어는, 철도 차량이 수평 평면에서 연장되는 방향에 대해 정의되고, "횡방향"이라는 용어는, 수평 평면에서 길이방향에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 정의된다.

도 1을 참조하여, 철도 차량(도시되지 않음) 예를 들면 지하철도 차량의 보기(1)를 설명한다.

보기(1)는 2개의 쌍의 휠(2)을 포함하며, 각각의 쌍의 휠(2)은 샤프트에 의해 서로 연결되어 굴대(4)를 형성한다. 굴대(4)들은, 각각 굴대(4)와 일체인 2개의 반부 섀시(8)를 포함하며 내부 섀시라고 지칭되는 섀시(6)에 의해 서로 연결된다. 내부 섀시는, 섀시(6)가 휠(2)을 넘어 "돌출"되지 않으면서 횡방향으로 실질적으로 휠(2)들 사이에서 연장되는 것을 뜻하는 것으로 이해하여야 한다.

각각의 반부 섀시(8)는 2개의 측부 부재(10)를 포함하는데, 2개의 측부 부재(10)는 실질적으로 길이방향으로 연장되며, 실질적으로 횡방향으로 연장되는 크로스 부재(12)에 의해 서로 연결된다. 각각의 측부 부재(10)는 굴대(4)의 굴대 박스(14) 상에 놓이며, 상기 굴대 박스(14)는 상기 휠(2)들 사이에서 굴대(4)의 휠(2)들에 실질적으로 기대어 배치된다. 크로스 부재(12)는 도 2에 도시된 바와 같이 측부 부재(10)의 높이보다 낮은 높이에서 연장되며, 그것은 보기(1)의 2개의 굴대(4) 사이의 자유 공간을 더 크게 한다.

반부 섀시(8)의 크로스 부재(12)는, 반부 섀시(8)들이 실질적으로 길이방향인 길이방향 축(A) 주위로 서로에 대해 회전할 수 있도록, 관절식 조인트(18) 또는 볼소켓 조인트에 의해 서로에 대해 관절식으로 연결되며, 상기 회전은, 보기가 겪는 왜곡에 적응할 수 있게 한다. 관절식 조인트는 건식 볼소켓 조인트 유형이거나 구형 또는 원통형 관절식 고무 조인트 유형일 수 있다. 볼소켓 조인트는 실질적 길이방향 축(A), 횡방향 축(Y), 및 수직축(Z)을 따른 2개의 반부 섀시의 서로에 대한 3개의 병진 이동을 막는다.

대향하는 반부 섀시(8)의 측부 부재(10)는, 관절식 조인트(18)를 통과하는 실질적 수직 축(Z) 및 실질적 횡방향 축(Y) 주위로의 2개의 반부 섀시의 상대 회전을 막도록, 2개의 봉(20)에 의해 서로 연결된다. 그러면, 2개의 반부 섀시는, 굴대가 평행하게 유지되고 보기(1)가 수직 하중의 영향 하에서 자체적으로 접혀지지 않도록, 서로에 대해 유지된다. 다른 한편, 2개의 반부 섀시는, 트랙의 왜곡을 수용하기 위해, 실질적 길이방향 축(A) 주위로 서로에 대해 회전될 수 있다.

그러한 목적을 위해, 측부 부재(10)에 대한 2개의 봉(20)의 연결점은, 관절식 조인트(18)를 통과하는 수평 평면에 대해 이격되는 수평 평면에 위치된다. 도면에 도시된 실시예에 따라, 2개의 봉(20)의 연결점은, 관절식 조인트(18)를 통과하는 수평 평면 위에서 연장되는 수평 평면에 위치된다. 다른 실시예에 따라, 2개의 봉의 연결점은, 관절식 조인트(18)를 통과하는 수평 평면 아래에서 연장되는 평면에서 연장된다. 봉들은 또한 횡방향으로 서로로부터 이격된다. 봉(20)의 연결점의 수평 평면과 관절식 조인트(18)를 통과하는 수평 평면 사이의 높이의 차이(H)는, 수직 하중의 영향 하에서 봉(20)과 관절식 조인트(18)가 받는 응력을 제한하기에 충분하여야 한다. 거리(H)는 보기의 휠 베이스의 대략 1/6 이상이어야 한다. 2개의 봉 사이의 간격(L)은, 예를 들면 곡선을 따라 갈 때의 응력의 영향 하에서 봉과 관절식 조인트가 받는 응력을 제한하기에 충분하여야 한다. 간격은, 정상 게이지의 트랙 다시 말해서 1435mm의 트랙 게이지를 가진 트랙 상에서 주행하는 보기에 대해 보기의 휠 베이스의 대략 1/3이어야 한다.

봉(20)은, 트랙의 왜곡부 위를 주행하기 위해 2개의 반부 섀시(8)의 서로에 대한 필요한 기본적 자유도를 가능하게 하기 위해, 기본적으로 실질적 횡방향 축 주위로 관절식 조인트(21)에 의해 측부 부재(10)에 연결된다. 봉의 관절식 조인트(21)는 건식 볼소켓 조인트 유형이거나 구형 또는 원통형 관절식 고무 조인트 유형일 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에서, 봉(20)은 예를 들면 상기 봉(20) 각각에 2차 현가장치(22)를 수용할 수 있게 하는 스터럽 형상(stirrup shape)을 가진다. 따라서, 2차 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 봉(20)에 "합체"된다고 한다. 이러한 예에서, 각각의 봉(20)은 2개의 부재로 구성되는데, 즉, 관절식 조인트(21)에 의해 측부 부재(10)에 연결되는 제1 스터럽 형상 부재(23), 및 제1 스터럽 형상 부재(23)의 2개의 상부 부분에 배치되고 상기 2개의 상부 부분을 함께 연결하는 제2 부재(25)로 구성된다. 제2 부재(25)의 목적은, 2차 현가장치(22)에 의해 발생되는 길이방향 응력의 영향 하에서 제1 스터럽 형상 부재의 분산을 피하는 것이다. 2차 현가장치(22)는 특히, 상기 보기(1)가 장착되는 철도 차량에 대한 보기(1)의 상대적 수직 이동을 가능하게 한다. 2차 현가장치(22)는 공압식 유형 또는 탄성중합체 유형일 수 있다.

도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서, 봉(20)은, 반부 섀시(8)의 측부 부재(10)를 함께 연결하고 관절식 조인트(21)에 의해 측부 부재에 연결되는 막대(27)의 형태로 된다. 반부 섀시(8)는, 도 3에 도시되어 있듯이, 봉(20)에 대해 횡방향으로 돌출하도록 배치되는 플레이트(29)를 포함한다. 즉, 플레이트(29)는, 봉(20)을 분리시키는 공간을 넘어 배치된다. 플레이트(29)는 예를 들면 실질적으로 휠(2)까지 연장된다. 플레이트(29)는 2차 현가장치(22)를 수용한다. 이러한 실시예에 따른 보기는 제1 실시예의 보기보다 부피가 더 크지만, 그것은 생산하기에 더 간단하고 덜 비싸다.

상술한 보기는 파워 보기(power bogie)일 수 있는데, 즉, 굴대(4)들 중 하나 이상이 모터(24)에 의해 회전 구동된다. 도 2에 도시된 실시예에 따라, 1개의 굴대만 모터(24)에 의해 구동되며, 도 1 또는 도 3에 도시된 실시예에 따라, 보기(1)의 2개의 굴대(4)가 각각 모터(24)에 의해 구동된다.

모터(24)는 예를 들면, 보기(1)의 섀시(6)에 대해 고정되는데, 예를 들면 고정 스터럽(26)에 의해 반부 섀시(8)의 크로스 부재(12)에 고정되며, 모터(24)는 실질적으로 2개의 휠(2) 사이에서 모터(24)가 구동하는 굴대(4)에 가까이 연장된다.

중공 샤프트 또는 "캐논 박스(Canon box)"를 가진 다른 모터 조립체도 명백히 가능하다.

강력하며 부피가 큰 모터의 경우에, 굴대 박스(14)는 휠 외부에 배치될 것이고, 반부 섀시는 굴대 박스 상에 놓이도록 횡방향으로 이격될 것이다.

도 1의 예에서, 수직 이동만 흡수하는 1차 현가장치(16)는, 각각의 측부 부재(10)와 상기 측부 부재(10)가 놓이는 굴대 박스(14) 사이에 삽입된다. 여기에서, 1차 현가장치(16)는, 원통형 고무 유형의 2개의 관절식 조인트(30) 및 2개의 고무 블럭(32)으로 구성되는 조립체에 의해 형성되며, 2개의 관절식 조인트(30)는 예를 들면, 크로스 부재(12)와, 보기의 반부 섀시(8)에 대한 굴대(4)의 회전의 횡방향 축의 경계를 짓는 각각의 굴대 박스(14) 사이에 배치되고, 2개의 고무 블럭(32)은 예를 들면 반부 섀시(8)의 측부 부재(10)와 각각의 굴대 박스(14) 사이에 위치된다. 1차 현가장치(16)는 반부 섀시(8)에 대한 굴대(4)의 상대적 수직 이동을 가능하게 하는데, 즉, 굴대(4)는 실질적으로 수직방향으로 섀시에 대해 현수된다. 1차 현가장치(16)는 특히 컴팩트하다.

수직 이동만 흡수하는 간단한 1차 현가장치 및 왜곡을 흡수하는 2개의 반부 섀시(8)들 사이에 있는 관절식 조인트를 포함하는 섀시를 제공함으로써, 보기의 모든 이동을 흡수하는 복잡한 현가장치를 없애는 것이 가능하다. 따라서, 공간 절약이 이루어져, 기어 모터가 보기의 휠들 사이에 더 용이하게 수용될 수 있게 한다. 1차 현가장치는 특히, 모터 구동 보기의 경우에 현수되는 질량의 감소를 가능하게 하는 이점을 가진다.

보기는 또한 무동력일 수 있는데, 즉, 굴대 중 어느 것도 회전구동되지 않는다. 그러한 경우에, 섀시는 1차 현가장치를 갖지 않고, 관절식 조인트(18)에 의해 흡수되는 왜곡 위에서 주행할 수 있다.

따라서, 내부 또는 외부 관절식 섀시(8)를 가지며, 1차 현가장치를 갖거나 갖지 않고, 컴팩트하고 질량이 낮은 무동력 또는 동력 보기(1)를 얻었다.

1: 철도 차량용 보기
2: 휠
4: 굴대
6: 섀시
18: 관절수단

Claims

2개의 쌍의 휠(2)을 포함하며,
한 쌍의 상기 휠(2)은 굴대(4)를 형성하도록 샤프트에 의해 서로 연결되어 있고,
상기 굴대(4)는, 2개의 반부 섀시(8)를 포함하는 섀시(6)에 의해 서로 연결되어 있으며,
상기 반부 섀시(8) 각각은, 크로스 부재(12)에 의해 서로 연결되고, 굴대(4) 상에 놓이는, 2개의 측부 부재(10)를 가지고 있고,
상기 반부 섀시(8)의 상기 크로스 부재(12)들은, 하나의 상기 반부 섀시(8)가 실질적 길이방향 축(A) 주위로 다른 반부 섀시(8)에 대해 회전할 수 있도록, 관절수단(18)에 의해 서로에 대해 관절식으로 연결되어 있고,
상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10) 각각은, 상기 측부 부재(10) 상에 실질적 횡방향 축에 관해 관절식으로 장착된 봉(20)에 의해 다른 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10)에 연결되어 있으며,
상기 봉(20)은, 상기 관절수단(18)을 통과하는 수평 평면에 대해 높이가 어긋난 수평 평면에서 적어도 부분적으로 연장되어 있는,
철도 차량용 보기(bogie)(1).
제1항에 있어서,
하나의 상기 반부 섀시(8)의 상기 크로스 부재(12)에 모터(24)가 고정되어 있고,
상기 모터(24)는, 상기 반부 섀시(8)가 놓여 있는 상기 굴대(4)의 상기 휠(2)들 사이에 연장되어 있으며 상기 굴대(4)를 회전 구동시키는,
철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
하나의 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10)는, 상기 굴대(4)가 놓여 있는 상기 반부 섀시(8)에 대한 상기 굴대(4)의 상대적 수직 이동을 가능하게 하는 하나 이상의 1차 현가장치(16)에 의해 상기 굴대(4) 중 하나의 굴대(4) 상에 놓여 있는, 철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10)는 각각의 상기 굴대(4)의 굴대 박스(14) 상에 놓여 있고,
상기 굴대 박스(14)는 상기 굴대(4)의 상기 휠(2)들 사이에 배치되어 있는,
철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 상기 반부 섀시(8)의 상기 측부 부재(10)는 각각의 상기 굴대(4)의 굴대 박스(14) 상에 놓여 있고,
상기 굴대 박스(14)는 상기 굴대(4)의 상기 휠(2)들 외부에 배치되어 있는,
철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 봉(20)은 스터럽 형상(stirrup shape)을 가지고 있으며 2차 현가장치(22)를 수용하고 있고,
상기 2차 현가장치(22)는, 상기 보기(1)가 장착된 상기 철도 차량에 대한 상기 보기(1)의 상대적 수직 이동을 가능하게 하는,
철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 봉(20)은 막대 형상을 가지고 있고,
상기 반부 섀시(8)는, 상기 봉(20)에 대해 횡방향으로 돌출하도록 배치된 플레이트(29)를 포함하며,
상기 플레이트(29)는 2차 현가장치(22)를 지지하고 있고,
상기 2차 현가장치(22)는, 상기 보기(1)가 장착된 상기 철도 차량에 대한 상기 보기(1)의 상대적 수직 이동을 가능하게 하는,
철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 봉(20)이 적어도 부분적으로 연장되고 있는 상기 수평 평면과 상기 관절수단(18)를 통과하는 상기 수평 평면 사이의 높이의 차이(H)는, 상기 보기의 휠 베이스의 1/6 이상인, 철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
2개의 상기 봉(20)들 사이의 횡방향으로의 간격(L)은, 상기 보기의 휠 베이스의 1/3인, 철도 차량용 보기.
제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 보기를 포함하는 철도 차량.