KR102235627B1 - 구동 변환이 가능한 차축 모듈 - Google Patents

구동 변환이 가능한 차축 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102235627B1
KR102235627B1 KR1020190160805A KR20190160805A KR102235627B1 KR 102235627 B1 KR102235627 B1 KR 102235627B1 KR 1020190160805 A KR1020190160805 A KR 1020190160805A KR 20190160805 A KR20190160805 A KR 20190160805A KR 102235627 B1 KR102235627 B1 KR 102235627B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axle
wheel
clutch
friction plate
driving
Prior art date
Application number
KR1020190160805A
Other languages
English (en)
Inventor
서승일
문형석
이찬우
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020190160805A priority Critical patent/KR102235627B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102235627B1 publication Critical patent/KR102235627B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0015Hubs for driven wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0078Hubs characterised by the fixation of bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack

Abstract

구동 변환이 가능한 차축 모듈은 차축, 한 쌍의 차륜부들, 체결유닛 및 피니언을 포함한다. 상기 차축은 일 방향으로 연장되고 외부로부터 구동력을 제공받아 회전한다. 상기 한 쌍의 차륜부들은 상기 차축과 독립적으로 회전 가능하도록, 상기 차축의 양 끝단에 연결된다. 상기 체결유닛은 상기 한 쌍의 차륜부들을 상기 차축과 함께 회전하도록 상기 차륜부들을 상기 차축에 고정시킨다. 상기 피니언은 상기 차륜부들이 상기 차축과 독립적으로 회전되는 경우, 상기 차축의 동력을 제공받아 구동된다.

Description

구동 변환이 가능한 차축 모듈{VEHICLE AXIS MODULE}
본 발명은 차축 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차륜이 차축과 독립적으로 구동되는 독립 구동 또는 차륜과 차축이 일체로 구동되는 일체 구동의 구동 변환이 가능한 차축 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 지상을 운행하는 철도차량의 경우 직진 구간이 대부분이며, 곡선 구간이 포함되더라도 철도차량의 차축과 차륜 사이의 일체화된 연결 상태를 고려하여 소정 곡률 이하의 곡선 구간을 마련하도록 설계된다.
그러나, 상기와 같은 지상 구간이 아닌 산악 구간을 주행하는 철도차량의 경우, 레일 설치를 위한 충분한 공간이 마련되지 못하는 한계로, 곡선 구간이 불가피하게 다수 설치되어야 하며, 특히 곡선 구간의 곡률이 상대적으로 크게 형성되는 경우가 많다.
특히, 일반 차량의 경우, 대한민국 등록특허 제10-1759463호에서와 같이, 차축에 대하여 차륜이 회전이 가능하도록 구성되므로 곡선 구간과 직선 구간에서의 운행이 크게 문제되지는 않지만, 철도차량의 경우 차륜이 차축에 대하여 상대적으로 회전할 수 없는 구조를 가지므로, 상기와 같은 곡선 구간에서의 효과적인 운행이 어려운 문제가 있다.
나아가, 산악 구간의 경우, 곡선 구간 외에도 급경사 구간이 혼재되고 있으며, 이러한 급경사 구간의 경우 차축과 일체화된 차륜을 통해 주행하는 경우 슬립으로 구동력이나 제동력이 효과적으로 전달되지 못하는 문제가 있다.
따라서, 곡률이 상대적으로 큰 곡선 구간이나 급경사 구간이 자주 형성되는 구간에서는 차축과 일체화되어 연결된 차륜으로는 운행이 어려우며 새로운 개념의 차축 모듈이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1759463호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 차륜이 차축과 독립적으로 구동되는 독립 구동 또는 차륜과 차축이 일체로 구동되는 일체 구동의 구동 변환이 가능하여, 특히 곡선 구간, 급경사 구간과 직선 구간이 혼재된 산악 구간에 효과적으로 사용될 수 있는 차축 모듈에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 구동 변환이 가능한 차축 모듈은 차축, 한 쌍의 차륜부들, 체결유닛 및 피니언을 포함한다. 상기 차축은 일 방향으로 연장되고 외부로부터 구동력을 제공받아 회전한다. 상기 한 쌍의 차륜부들은 상기 차축과 독립적으로 회전 가능하도록, 상기 차축의 양 끝단에 연결된다. 상기 체결유닛은 상기 한 쌍의 차륜부들을 상기 차축과 함께 회전하도록 상기 차륜부들을 상기 차축에 고정시킨다. 상기 피니언은 상기 차륜부들이 상기 차축과 독립적으로 회전되는 경우, 상기 차축의 동력을 제공받아 구동된다.
일 실시예에서, 상기 차륜부들 각각은, 레일을 따라 회전하는 차륜, 상기 차륜과 상기 차축의 외면 사이에 결합되는 베어링, 및 상기 차륜의 내면에 형성되는 마찰판을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 체결유닛은, 상기 차축과 평행한 방향으로 연장되는 축부, 상기 축부의 양 끝단에 상기 마찰판과 마주하도록 위치하는 클러치, 및 상기 축부를 구동시켜 상기 클러치를 상기 마찰판에 탈부착시키는 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 클러치는, 상기 축부에 고정된 상태에서 상기 마찰판에 탈부착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차축 슬라이딩 홈이 형성되며, 상기 클러치는 상기 슬라이딩 홈을 따라 상기 차축에서 이동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 클러치가 상기 마찰판에 부착됨에 따라, 상기 차축은 상기 클러치를 통해 상기 차륜과 결합되어, 상기 차축 및 상기 차륜은 일체로 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 클러치가 상기 마찰판으로부터 이격됨에 따라, 상기 차륜은 상기 차축과 독립적으로 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차륜부들은 지면에 형성된 레일을 따라 이동하고, 상기 피니언은 지면에 형성된 랙(rack)을 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 차륜이 차축과 독립적으로 구동되는 독립 구동 또는 차륜과 차축이 일체로 구동되는 일체 구동의 구동 변환이 가능하여, 특히 곡선 구간, 급경사 구간과 직선 구간이 혼재된 산악 구간에 효과적으로 사용될 수 있다.
즉, 직선 구간에서는 차륜과 차축이 일체로 구동되어, 상대적으로 빠른 속도로 레일을 따라 차륜이 이동할 수 있다. 또한, 곡선구간의 경우, 차륜과 차축이 일체로 구동되는 경우 곡선 구간의 곡률이 심한 경우 탈선의 우려가 있으므로 차륜이 차축과는 독립적으로 회전이 가능하도록 구동되며, 급경사 구간의 경우, 차륜과 레일 사이의 슬립으로 구동력이 효과적으로 전달되지 못할 수 있으므로 마찬가지로 차륜이 차축과 독립적으로 회전 가능하도록 하여 슬립으로 인한 문제를 방지할 수 있다.
특히, 상기 곡선구간이나 급경사 구간의 경우, 차축에 연결되는 피니언의 구동을 통해, 구동력을 제공하여 철도차량의 구동이 가능하므로, 차륜이 차축으로부터 별도의 구동력을 제공받지 않더라도 해당 구간의 운행이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차축 모듈이 직선 구간을 운행하는 경우를 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 차축 모듈이 곡선 구간을 운행하는 경우를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 차축과 클러치의 연결 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차축 모듈을 도시한 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차축 모듈이 직선 구간을 운행하는 경우를 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 차축 모듈이 곡선 구간을 운행하는 경우를 도시한 모식도이다. 도 3은 도 1의 차축과 클러치의 연결 상태를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 차축모듈(10)은, 차축(100), 피니언(200), 한 쌍의 차륜부들(300, 400) 및 체결유닛(500)을 포함한다.
본 실시예에서의 상기 차축모듈(10)은, 철도차량의 대차부에 적용되어 구동력을 제공받아 회전하여 철도차량을 이동시키는 모듈인 것으로, 도 1을 통해서는 하나의 차축과 이에 연결된 구성들을 도시하였으나, 실제 철도차량의 경우, 각 대차마다 적어도 하나의 상기 차축모듈(10)이 구비될 수 있다.
상기 차축(100)은 일 방향으로 연장되며, 도시하지는 않았으나 외부로부터 구동력을 제공받아 회전한다.
상기 피니언(200)은 상기 차축(100)의 중앙에 연결되며, 상기 차축(100)의 회전력을 그대로 제공받아 상기 차축(100)의 회전에 따라 회전한다.
이 경우, 상기 피니언(200)은 지면에 설치되는 랙(rack)(60)과 서로 톱니바퀴형으로 결합되어, 상기 차축(100)의 회전에 따른 구동력에 의해 회전하여 철도차량을 구동시킨다.
다만, 상기 랙(60)은, 산악 지형 등에서, 급경사가 형성된 구간이나 회전 구간 등에 선택적으로 형성되는 것으로, 상기 피니언(200)은 상기 랙(60)이 형성되는 구간에서는 상기 랙(60)과 서로 연결되어 회전하지만, 상기 랙(60)이 형성되지 않은 구간에서는 지면과는 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다.
또한, 상세히 도시하지는 않았으나, 상기 피니언(200)은 상기 랙(60)과 서로 연결되는 구간에서만 상기 차축(100)의 회전력을 그대로 제공받으며, 상기 랙(60)이 연결되지 않는 구간의 경우, 별도의 연결 해제 유닛을 통해 상기 차축(100)과 연결이 해제된 상태를 유지할 수 있다.
상기 한 쌍의 차륜부들(300, 400)은 상기 차축(100)의 양 끝단에 위치하며, 동일한 구성요소를 포함하며, 서로 대칭으로 형성된다.
구체적으로, 좌측 차륜부(300)는 차륜(310), 베어링(320) 및 마찰판(330)을 포함하며, 우측 차륜부(400)도 차륜(410), 베어링(420) 및 마찰판(430)을 포함하고, 각각의 구성은 서로 대칭으로 배치되는 것을 제외하고는 동일하다. 이에, 이하에서는 좌측 차륜부(300)에 대하여만 설명한다.
상기 차륜(310)은 중앙에 상기 차축(100)이 통과하도록 개구부가 형성되며, 지면에 형성된 레일(50)을 따라 회전한다.
이 경우, 상기 차륜(310)의 중앙에, 상기 차축(100)과의 사이에는 상기 베어링(320)이 개재되며, 이에 따라 상기 차륜(310)은 상기 차축(100)에 대하여 자유롭게 회전하게 된다.
즉, 상기 베어링(320)의 개재에 따라, 상기 차축(100)의 회전과 무관하게 상기 차륜(310)은 회전되며, 결국 상기 레일(50)과의 마찰에 따라 상기 차륜(310)이 회전하게 된다.
한편, 상기 마찰판(330)은 상기 차륜(310)의 내면 상에 소정의 면적으로 형성되며, 상기 마찰판(330)은 후술되는 상기 체결유닛(500)과 접촉하여 고정된다.
이 경우, 상기 차륜(310)은 중앙이 개구된 원형 형상으로 형성되며, 상기 마찰판(330) 역시 중앙은 상기 차축(100)이 관통하여야 하므로 개구되며, 상기 차륜(310) 보다는 작은 반경으로 형성될 수 있다.
상기 체결유닛(500)은 구동부(510), 축부(520), 제1 클러치(530) 및 제2 클러치(540)를 포함한다.
상기 구동부(510)는, 예를 들어, 유압 실린더일 수 있으며, 상기 축부(520)에 구동력을 제공한다.
상기 축부(520)는 상기 구동부(510)로부터 구동력을 제공받아 구동되며, 상기 차축(100)의 연장방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
이 경우, 상기 축부(520)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 차축(100)과 동일한 방향으로 연장됨에 따라 상기 피니언(200)과 중첩되며 연장되는 것을 도시하였으나, 상기 축부(520)는 상기 피니언(200)과 중첩되지 않도록 꺾이며 연장될 수 있다.
이와 달리, 상기 피니언(200)에 별도의 개구부가 형성되어, 상기 축부(520)는 상기 피니언(200)을 관통하여 연장될 수도 있다.
나아가, 상기 축부(520)가 상기 피니언(200)과 중첩되지 않고, 각각의 구동을 방해하지 않도록, 상기 축부(520)는 다양하게 연장될 수 있음은 자명하다.
상기 제1 클러치(530) 및 상기 제2 클러치(540)는 각각 상기 축부(520)의 양 끝단에 연결된다.
이 경우, 상기 제1 클러치(530)는 상기 좌측 차륜부(300)의 마찰면(330)에 대응되는 면적을 가지도록 전체적으로 원형 형상으로 형성되며, 상기 제2 클러치(540)는 상기 우측 차륜부(400)의 마찰면(430)에 대응되는 면적을 가지도록 전체적으로 원형 형상으로 형성된다.
이 경우, 상기 제1 클러치(530) 및 상기 제2 클러치(540)는 서로 동일한 형상으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
상기 구동부(510)는, 결국 상기 축부(520)를 상기 차축(100)의 연장방향을 따라 이동시키거나, 길이를 연장 또는 축소시키도록 구동시킨다.
즉, 상기 구동부(510)의 구동에 의해, 상기 축부(520)가 상기 좌측 차륜부(300) 방향으로 이동 또는 연장되면, 상기 제1 클러치(530)는 상기 차륜(310)을 향하여 이동하게 되며, 이에 따라 상기 제1 클러치(530)는 상기 마찰면(330)과 서로 접촉하게 된다.
마찬가지로, 상기 구동부(510)의 구동에 의해, 상기 축부(520)가 상기 우측 차륜부(300) 방향으로 이동 또는 연장되면, 상기 제2 클러치(540)는 상기 차륜(410)을 향하여 이동하게 되며, 이에 따라 상기 제2 클러치(540)는 상기 마찰면(430)과 서로 접촉하게 된다.
이와 달리, 상기 구동부(510)의 구동에 의해, 상기 축부(520)가 상기 좌측 차륜부(300) 및 상기 우측 차륜부(400)의 반대 방향으로 이동 또는 축소되면, 상기 제1 클러치(530)는 상기 마찰면(330)으로부터 이격되며, 상기 제2 클러치(540)도 상기 마찰면(430)으로부터 이격된다.
상기 제1 클러치(530)와 상기 마찰면(330)은 단순히 마찰력을 가지며 서로 접촉하는 것 외에, 실질적으로 상대적으로 이동되지 않도록, 즉 서로 고정되도록 결합될 수 있다.
이를 위해, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 클러치(530)에 소정의 돌출부가 형성되고 상기 마찰면(330) 상에 소정의 홀부가 형성되어, 서로 상대적으로 이동이 불가능하도록 결합될 수 있다.
이는, 상기 제2 클러치(540)와 상기 마찰면(430)의 사이도 동일하다.
한편, 상기 제1 클러치(530) 및 상기 제2 클러치(540)는, 상기 차축(100) 상에서 슬라이딩이 가능하도록 상기 차축(100)과 연결되는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차축(100) 상에는 홈(110)이 형성되고, 상기 클러치(530, 540) 상에는 돌출부(531, 541)가 형성된다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 클러치들(530, 540)은 상기 돌출부(531, 541)가 상기 홈(110)에 삽입된 상태에서, 상기 홈(110)을 따라 상기 차축(100)의 연장방향과 평행한 방향으로 상기 차축(100) 상에서 슬라이딩이 가능하게 된다.
나아가, 상기 홈(110) 및 돌출부(531, 541)는 서로 마주하도록 상하 방향으로 한 쌍이 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 클러치들(530, 540)은 상기 차축(100)과 서로 고정되어, 상기 차축(100)의 회전에 따라 일체로 회전하게 된다.
이 경우, 상기 홈(110) 및 돌출부(531, 541)의 개수는 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 차축(100)과 상기 제1 및 제2 클러치들(530, 540)을 서로 구속할 수 있으면 충분하다.
그리하여, 본 실시예의 경우, 상기 구동부(510)의 구동에 의해, 상기 제1 클러치(530)가 상기 마찰판(330)에 접촉 및 결합하고, 상기 제2 클러치(530)가 상기 마찰판(430)에 접촉 및 결합하는 경우, 상기 차축(100), 상기 제1 클러치(530) 및 상기 차륜(310)은 서로 일체로 결합되며, 마찬가지로 상기 차축(100), 상기 제2 클러치(540) 및 상기 차륜(410)도 서로 일체로 결합된다.
즉, 상기 차축(100)의 회전 구동력은 그대로 상기 차륜(310, 410)으로 제공되며, 상기 차축(100)의 회전에 따라 상기 차륜(310, 410)이 상기 레일(50) 상에서 이동하게 된다.
이와 달리, 상기 구동부(510)의 구동에 의해, 상기 제1 클러치(530)가 상기 마찰판(330)으로부터 이격되고, 상기 제2 클러치(530)가 상기 마찰판(430)으로부터 이격되는 경우, 결국 상기 차륜(310, 410)은 상기 차축(100)과는 독립적으로, 즉 자유롭게 회전이 가능하게 되며, 이에 따라 사이 차축(100)의 회전 구동력은 상기 피니언(200)으로만 제공된다.
그리하여, 상기 차륜(310, 410)은 상기 레일(50)의 상태에 따라 자유롭게 회전하게 되며, 상기 피니언(200) 만이 상기 랙(60)을 따라 이동하게 된다.
따라서, 평지나 직선 구간 또는 곡률이 크지 않은 곡선 구간의 경우, 상기 차륜(310, 410)과 상기 차축(100)을 일체로 구동하더라도 탈선 등의 문제는 발생하지 않으므로, 상기 차축(100)의 구동력이 상기 차륜(310, 410)에 전달되도록 상기 제1 및 제2 클러치들(530, 540)을 상기 마찰판(330, 430)에 서로 결합시킨다.
그러나, 급경사나 곡률이 상대적으로 큰 곡선 구간의 경우, 상기 차륜(310, 410)과 상기 차축(100)을 일체로 구동되는 경우 탈선이나, 슬립 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 차륜(310, 410)이 상기 레일(50)을 따라 자유롭게 회전할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 클러치들(530, 540)을 상기 마찰판(330, 430)으로부터 이격시킨다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차축 모듈을 도시한 모식도이다.
본 실시예에 의한 차축 모듈(20)은 체결유닛(501, 502)이 피니언의 양 측에 각각 위치하는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 상기 차축 모듈(10)과 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 차축 모듈(20)에서, 제1 체결유닛(501)은 상기 좌측 차륜부(300)에 인접하도록 위치하고, 제2 체결유닛(502)은 상기 우측 차륜부(400)에 인접하도록 위치한다.
그리하여, 제1 구동부(511)의 구동에 의해 제1 축부(521)가 차륜(310)을 향하여 이동 또는 연장되며, 제1 클러치(530)가 상기 마찰판(330)에 접촉 및 결합된다.
마찬가지로, 제2 구동부(512)의 구동에 의해 제2 축부(522)가 차륜(410)을 향하여 이동 또는 연장되며, 제2 클러치(540)가 마찰판(430)에 접촉 및 결합된다.
또한, 상기 제1 클러치(530)가 상기 마찰판(330)으로부터 해제되어 이격되는 것은, 상기 제1 구동부(511)의 구동에 의해 수행되며, 상기 제2 클러치(540)가 상기 마찰판(430)으로부터 해제되어 이격되는 것은 상기 제2 구동부(512)의 구동에 의해 수행된다.
다만, 본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 구동부들(511, 512)은 별도로 구동되지만, 구동에 대한 제어 신호는 동일하게 제공받으며 이에 따라 상기 제1 축부(521) 및 상기 제2 축부(522)에 대한 이동, 연장 또는 축소의 구동은 동시에 수행된다.
이상과 같이, 상기 제1 체결유닛(501) 및 상기 제2 체결유닛(502)이 상기 피니언(200)을 기준으로 양 측에 각각 위치함으로써, 축부와 상기 피니언(200) 사이의 중첩으로 인한 설계의 어려움의 문제가 용이하게 해결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 차륜이 차축과 독립적으로 구동되는 독립 구동 또는 차륜과 차축이 일체로 구동되는 일체 구동의 구동 변환이 가능하여, 특히 곡선 구간, 급경사 구간과 직선 구간이 혼재된 산악 구간에 효과적으로 사용될 수 있다.
즉, 직선 구간에서는 차륜과 차축이 일체로 구동되어, 상대적으로 빠른 속도로 레일을 따라 차륜이 이동할 수 있다. 또한, 곡선구간의 경우, 차륜과 차축이 일체로 구동되는 경우 곡선 구간의 곡률이 심한 경우 탈선의 우려가 있으므로 차륜이 차축과는 독립적으로 회전이 가능하도록 구동되며, 급경사 구간의 경우, 차륜과 레일 사이의 슬립으로 구동력이 효과적으로 전달되지 못할 수 있으므로 마찬가지로 차륜이 차축과 독립적으로 회전 가능하도록 하여 슬립으로 인한 문제를 방지할 수 있다.
특히, 상기 곡선구간이나 급경사 구간의 경우, 차축에 연결되는 피니언의 구동을 통해, 구동력을 제공하여 철도차량의 구동이 가능하므로, 차륜이 차축으로부터 별도의 구동력을 제공받지 않더라도 해당 구간의 운행이 가능할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 20 : 차축 모듈 100 : 차축
200 : 피니언 300 : 좌측 차륜부
400 : 우측 차륜부 500 : 체결유닛
510 : 구동부 520 : 축부
530, 540 : 클러치

Claims (8)

  1. 일 방향으로 연장되고 외부로부터 구동력을 제공받아 회전하는 차축;
    상기 차축과 독립적으로 회전 가능하도록, 상기 차축의 양 끝단에 연결되는 한 쌍의 차륜부들;
    상기 한 쌍의 차륜부들을 상기 차축과 함께 회전하도록 상기 차륜부들을 상기 차축에 고정시키는 체결유닛; 및
    상기 차륜부들이 상기 차축과 독립적으로 회전되는 경우, 상기 차축의 동력을 제공받아 구동되는 피니언을 포함하는 차축 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차륜부들 각각은,
    레일을 따라 회전하는 차륜;
    상기 차륜과 상기 차축의 외면 사이에 결합되는 베어링; 및
    상기 차륜의 내면에 형성되는 마찰판을 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 체결유닛은,
    상기 차축과 평행한 방향으로 연장되는 축부;
    상기 축부의 양 끝단에 상기 마찰판과 마주하도록 위치하는 클러치; 및
    상기 축부를 구동시켜 상기 클러치를 상기 마찰판에 탈부착시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 클러치는,
    상기 축부에 고정된 상태에서 상기 마찰판에 탈부착되는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차축에는 슬라이딩 홈이 형성되며, 상기 클러치는 상기 슬라이딩 홈을 따라 상기 차축에서 이동되는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 클러치가 상기 마찰판에 부착됨에 따라, 상기 차축은 상기 클러치를 통해 상기 차륜과 결합되어, 상기 차축 및 상기 차륜은 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 클러치가 상기 마찰판으로부터 이격됨에 따라, 상기 차륜은 상기 차축과 독립적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차륜부들은 지면에 형성된 레일을 따라 이동하고,
    상기 피니언은 지면에 형성된 랙(rack)을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 차축 모듈.
KR1020190160805A 2019-12-05 2019-12-05 구동 변환이 가능한 차축 모듈 KR102235627B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160805A KR102235627B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 구동 변환이 가능한 차축 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160805A KR102235627B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 구동 변환이 가능한 차축 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102235627B1 true KR102235627B1 (ko) 2021-04-05

Family

ID=75462008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190160805A KR102235627B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 구동 변환이 가능한 차축 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102235627B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230006981A (ko) * 2021-07-05 2023-01-12 한국철도기술연구원 산악철도차량용 곡선구간 주행 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200362089Y1 (ko) * 2004-06-03 2004-09-21 주식회사 만영엔지니어링 급경사 철도 구간 톱니레일 설치구조
KR101098524B1 (ko) * 2011-04-18 2011-12-26 (주)한국에이앤지 급경사지에서 운행가능한 레일바이크 구조
KR20130104432A (ko) * 2012-03-14 2013-09-25 현대로템 주식회사 독립구동차륜 철도차량용 트랙션링크 능동구속 시스템
KR101486728B1 (ko) * 2013-08-27 2015-01-28 한국철도기술연구원 열차용 브레이킹 시스템
KR101759463B1 (ko) 2009-03-09 2017-07-18 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크. 능동 건식 단절 시스템을 구비한 전륜 구동
KR20180043874A (ko) * 2016-10-20 2018-05-02 한국철도기술연구원 산악철도차량용 대차 구조
KR101989953B1 (ko) * 2017-06-07 2019-09-30 한상천 산악철도차량의 주행시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200362089Y1 (ko) * 2004-06-03 2004-09-21 주식회사 만영엔지니어링 급경사 철도 구간 톱니레일 설치구조
KR101759463B1 (ko) 2009-03-09 2017-07-18 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크. 능동 건식 단절 시스템을 구비한 전륜 구동
KR101098524B1 (ko) * 2011-04-18 2011-12-26 (주)한국에이앤지 급경사지에서 운행가능한 레일바이크 구조
KR20130104432A (ko) * 2012-03-14 2013-09-25 현대로템 주식회사 독립구동차륜 철도차량용 트랙션링크 능동구속 시스템
KR101486728B1 (ko) * 2013-08-27 2015-01-28 한국철도기술연구원 열차용 브레이킹 시스템
KR20180043874A (ko) * 2016-10-20 2018-05-02 한국철도기술연구원 산악철도차량용 대차 구조
KR101989953B1 (ko) * 2017-06-07 2019-09-30 한상천 산악철도차량의 주행시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230006981A (ko) * 2021-07-05 2023-01-12 한국철도기술연구원 산악철도차량용 곡선구간 주행 시스템
KR102503004B1 (ko) * 2021-07-05 2023-02-24 한국철도기술연구원 산악철도차량용 곡선구간 주행 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105492292B (zh) 自动改变成多种轨道宽度的铁路车轴
KR102235627B1 (ko) 구동 변환이 가능한 차축 모듈
CN101646591B (zh) 用于包括在导轨上滚动的两个倾斜滚轮的导向组件的抗脱离安全装置
CN102725557A (zh) 盘式制动器的组件的选择以及盘式制动器
EP3530543B1 (en) Bogie structure for mountain railway car
CN103303471A (zh) 活动衬套接口和滑行驱动系统
DE602006000490D1 (de) Mehrscheibenbremse
RU2760037C2 (ru) Система изменения ширины колесных пар для железнодорожного транспортного средства
CN105299069A (zh) 联轴器
CN208137524U (zh) 一种基于大圆弧车台的大半径回转系统
KR20110082990A (ko) 모노레일용 가이드 레일블록의 연결 장치 및 이를 이용한 모노레일 분기 장치
KR20030054574A (ko) 철도차량의 궤간가변 대차장치
KR20090062369A (ko) 자동차용 험로탈출장치
WO2014135852A1 (en) Rail junction assembly
KR20200078765A (ko) 철도차량용 궤간가변윤축의 가이드 시스템
EP2434173B1 (en) Brake assembly
CN110053912B (zh) 转向装置、车轮组件及有轨制导车辆
US6623057B1 (en) Uni-directional lockout for railroad car wheelset differential
JP4490890B2 (ja) 車両用軌道
KR102218979B1 (ko) 철도차량의 궤간가변 윤축
KR102216997B1 (ko) 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축
CN110466541A (zh) 一种轴向防脫无差错切换的齿轨列车驱动机构及轮轨系统
WO2020229483A3 (de) Radbremsscheibe für schienenfahrzeuge
CN217864158U (zh) 永磁磁轨制动装置
BR112017008224B1 (pt) Freio de tambor com came

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant