KR102276202B1 - 열차의 장애물 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열차의 철도차량에 설치되어 철도선로를 점유하고 있는 장애물을 제거하여 충돌로 인한 열차의 철도차량 파손을 방지할 수 있는 열차의 장애물 제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 철도 차량의 전면부에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재의 전반부에 후면 상측부가 힌지결합되며 장애물이 충돌하는 충돌부재와, 상기 고정부재의 후반부에 일단부가 힌지결합되는 제1링크부재와, 상기 충돌부재의 후면 하측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1링크부재의 타단부에 힌지결합되는 제2링크부재와, 상기 충돌부재의 상측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1 및 제2링크부재의 타단부에 힌지결합되는 에너지 흡수 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열차의 장애물 제거장치{OBSTRUCTION REMOVAL APPARATUS FOR TRAIN}

본 발명은 열차의 장애물 제거장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열차의 철도차량에 설치되어 철도선로를 점유하고 있는 장애물을 제거하여 충돌로 인한 열차의 철도차량 파손을 방지할 수 있는 열차의 장애물 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 열차는 일반 차량에 비하여 많은 승객을 운송시킬 수 있으며, 동시에 많은 화물을 실어나를 수 있기 때문에, 교통 및 물류에 있어서 매우 중요한 운송수단이다.

최근에는 물류량이 많아지고 고속열차가 등장함에 따라서 열차 이용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

이러한 열차는 다수의 차량이 연결되어 선로 위를 고속으로 운행하므로 사고 발생시 많은 인명피해와 물적 피해가 발생할 수 있다.

따라서, 열차 운행에 있어서 안전예방이 무엇보다도 중요하게 대두되고 있다.

한편, 열차가 운행되는 선로는 수십에서 수천 km의 길이로 설치되어 모든 선로와 그 선로 주변에 장애물 등이 존재하는지에 대한 여부를 확인하기가 어렵다.

따라서, 선로 주변의 장애물에 충돌하여 열차가 파손되거나 탈선하는 사고를 예방하기가 쉽지 않다.

이에 따라, 레일 주변의 장애물에 의해 열차가 파손 및 탈선하는 것을 방지하기 위한 방법들이 제안되어 있으나, 주로 열차의 선두차량 전면에 장애물을 선로의 측면으로 밀어내도록 장애물 제거장치를 구비하여 열차의 파손 및 탈선을 최대한 억제하고 있다.

이와 같은 장애물 제거장치의 예가 도 1 내지 도 4에 도시된다. 이에 의하면 기존의 장애물 제거장치들은 대부분 압축, 전단, 굽힘 등을 이용하여 에너지를 흡수할 수 있도록 설계되었다.

이때, 도 1의 경우 원으로 표시된 부재(32)가 굽힘을 받으며 에너지를 흡수하는 구조이고, 도 2는 장애물이 충돌하여 판(31)이 하중을 받으면 에너지흡수 부재인 원으로 표시된 부재(44)가 압축을 받으며 에너지를 흡수하는 구조이고, 도 3은 아래의 판이 장애물과 충돌했을 때 원으로 표시된 부재(18)가 전단을 받으며 에너지를 흡수하는 구조이며, 도 4는 장애물이 충돌하면 원으로 표시된 사각 부재가 압축을 받아 변형하면서 에너지를 흡수하는 구조이다.

그런데, 이와 같은 종래의 압축, 전단, 굽힘으로 에너지를 흡수하는 장애물 제거장치들은 에너지 흡수 부재를 온전히 사용할 수 없고 충돌했을 때 발생하는 하중이 불안정한 단점이 있다.

또한, 종래의 장애물 제거장치들은 장애물의 충돌로 인해 압축, 전단, 굽힘으로 에너지를 흡수하는 부재들은 그 구조가 복잡해 파손되는 경우 주요부품의 교체가 용이하지 않은 문제점도 있다.

등록특허 제10-1306967호 등록특허 제10-1399529호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 열차의 철도차량에 설치되어 장애물이 충돌하는 충돌부재가 충격을 흡수시에 댐퍼부재가 가압되며 안정적으로 충격에너지를 흡수할 수 있는 열차의 장애물 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단해 열차의 철도차량이 장애물 충돌로 인해 파손이 일어난 경우 파손 부위를 용이하게 교체할 수 있는 열차의 장애물 제거장치를 제공하는데에도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 철도 차량의 전면부에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재의 전반부에 후면 상측부가 힌지결합되며 장애물이 충돌하는 충돌부재와, 상기 고정부재의 후반부에 일단부가 힌지결합되는 제1링크부재와, 상기 충돌부재의 후면 하측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1링크부재의 타단부에 힌지결합되는 제2링크부재와, 상기 충돌부재의 상측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1 및 제2링크부재의 타단부에 힌지결합되는 에너지 흡수 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 충돌부재의 하측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 고정부재 및 제1링크부재의 타단부에 힌지결합되는 댐퍼부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고정부재는 전반부에 제1힌지핀으로 상기 충돌부재의 후면 상측부가 힌지결합되고, 상기 고정부재의 후반부에 제2힌지핀으로 상기 제1링크부재가 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌부재는 장애물이 충돌하는 일정 면적의 충돌판부와, 상기 충돌판부의 후면 상측에 구비되며 제1힌지핀에 힌지결합되는 상측 고정부와, 상기 충돌판부의 후면 하측에 구비되며 제3힌지핀에 의해 상기 제2링크부재의 일단부가 힌지결합되는 하측 고정부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 댐퍼부재의 일단부는 상기 제2힌지핀으로 힌지결합되고, 타단부는 상기 제3힌지핀으로 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 댐퍼부재는 다수개의 탄성링이 일정 간격으로 구비되는 이동축과, 상기 이동축의 외측에 구비되고 내주면에 상기 탄성링에 대응되는 위치에 탄성링이 고정되는 고정홈이 형성된 케이스로 이루어지며, 상기 이동축은 상기 제3힌지핀으로 힌지결합되고, 상기 케이스는 상기 제2힌지핀으로 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 장애물의 충돌로 인해 열차의 철도차량에 설치되는 충돌부재가 제1힌지핀을 중심으로 회전하면 에너지 흡수 부재가 소성변형하며 에너지를 흡수하고, 댐퍼부재의 탄성링이 수축되며 에너지를 흡수하므로 안정적으로 충격에너지를 흡수하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 댐퍼부재에 허용 가압력을 초과하는 힘이 가해져 댐퍼부재가 파손된 경우에도 제2힌지핀과 제3힌지핀만을 분리한 상태로 댐퍼부재를 간단하게 교체할 수 있어 유지보수가 용이한 장점이 있다.

도 1 내지 도 4는 종래 열차의 장애물 제거장치들을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 댐퍼부재를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 댐퍼부재를 도시한 도면이다.

본 발명은 열차의 장애물 제거장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열차의 철도차량에 설치되어 철도선로를 점유하고 있는 장애물을 제거하여 충돌로 인한 열차의 철도차량 파손을 방지할 수 있는 열차의 장애물 제거장치(100)에 관한 것으로, 차량(1)의 전면부에 돌출되게 고정되는 고정부재(110)와, 상기 고정부재(110)의 전반부에 후면 상측부가 힌지결합되며 장애물이 충돌하는 충돌부재(120)와, 상기 고정부재(110)의 후반부에 일단부가 힌지결합되는 제1링크부재(130)와, 상기 충돌부재(120)의 후면 하측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1링크부재(130)의 타단부에 힌지결합되는 제2링크부재(140)와, 상기 충돌부재(120)의 상측부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1 및 제2링크부재(130,140)의 타단부에 힌지결합되는 에너지 흡수 부재(150) 및 상기 충돌부재(120)의 하측부에 일단부가 힌지 결합되고, 나단부는 상기 고정부재(110) 및 제1링크부재(130)의 타단부에 힌지 결합되는 댐퍼부재(160)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 고정부재(110)는 차량(1)의 전면부에 일체로 고정되는 것으로, 적어도 2개 이상을 차량(1)의 전면부에 설치함이 바람직하다.

이와 같은 고정부재(110)는 전반부에 제1힌지핀(170)으로 상기 충돌부재(120)의 후면 상측부가 힌지결합되고, 고정부재(110)의 후반부에 제2힌지핀(172)으로 상기 제1링크부재(130)가 힌지결합된다.

그리고, 상기 제1힌지핀(170)에는 상기 에너지 흡수 부재(150)의 일단부가 힌지결합된다.

한편, 상기 고정부재(110)의 전방에는 장애물이 충돌시에 소정범위에서 회동가능한 충돌부재(120)가 구비된다.

이와 같은 충돌부재(120)는 장애물이 충돌하는 일정 면적의 충돌판부(122)와, 상기 충돌판부(122)의 후면 상측에 구비되며 상기 제1힌지핀(170)에 힌지결합되는 상측 고정부(124)와, 상기 충돌판부(122)의 후면 하측에 구비되며 제3힌지핀(174)에 의해 상기 제2링크부재(140)의 일단부가 힌지결합되는 하측 고정부(126)로 이루어진다.

즉, 상기 충돌부재(120)는 장애물이 전면에 충돌하는 경우 상기 제1힌지핀(170)을 중심으로 회동하며 후진한다.

한편, 상기 제1링크부재(130)와 제2링크부재(140)가 연결되는 지점은 제4힌지핀(176)으로 힌지결합된다.

따라서, 상기 에너지 흡수 부재(150)의 일단부는 상기 제1힌지핀(170)으로 힌지결합되고, 타단부는 상기 제4힌지핀(176)으로 힌지결합된다.

이때, 상기 에너지 흡수 부재(150)는 봉형상으로 이루어짐이 바람직하며, 열차의 주행 속도 등에 따라 적절한 인장력을 가지는 금속재를 선택적으로 적용함이 바람직하다.

특히, 상기 에너지 흡수 부재(150)의 변형에 따라 에너지 흡수량과 견딜 수 있는 하중을 설계할 수 있어 충돌부재(120)의 설계를 다양하게 변형하여 적용할 수 있다.

한편, 상기 댐퍼부재(160)는 다수개의 탄성링(164)이 일정 간격으로 구비되는 이동축(162)과, 상기 이동축(162)의 외측에 구비되고, 내주면에 상기 탄성링(164)에 대응되는 위치에 탄성링(164)이 고정되는 고정홈(168)이 형성된 케이스(166)로 이루어진다.

여기서, 상기 이동축(162)의 외측 단부는 상기 제3힌지핀(174)으로 힌지결합되고, 상기 케이스(166)의 외측 단부는 상기 제2힌지핀(172)에 힌지결합되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치의 장애물 충돌시 작동 관계를 설명한다.

선로의 장애물이 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치(100)의 충돌부재(120)에 충돌하면 충돌부재(120)는 제1힌지핀(170)을 중심으로 회동하게 된다.

이때, 상기 충돌부재(120)가 회전하면서 충돌부재(120)의 하측에 제3힌지핀(174)으로 힌지결합되는 제2링크부재(140)가 후측으로 이동하게 되며, 제2힌지핀(172)으로 일단부가 힌지결합되는 제1링크부재(130)가 회동하게 된다.

이와 같은 충돌부재(120)의 후진으로 인해 제1힌지핀(170)과 제4힌지핀(176)사이의 거리가 멀어지게 진다.

따라서, 에너지 흡수 부재(150)의 일단부는 상기 제1힌지핀(170)으로 힌지결합되고, 타단부는 상기 제4힌지핀(176)으로 힌지결합되므로 상기 에너지 흡수 부재(150)에는 인장력이 작용하게 된다.

즉, 열차에 장애물이 충돌하여 하중을 받으면 일정하중을 견딘 후 에너지 흡수 부재(150)가 소성변형하며 에너지를 흡수한다.

또한, 상기와 같은 충돌부재(120)의 후진으로 인해 제2힌지핀(172)과 제3힌지핀(174) 사이의 거리가 가까워지게 된다.

따라서, 댐퍼부재(160)의 일단부인 이동축(162)은 상기 제3힌지핀(174)에 힌지결합되고, 타단부인 케이스(166)는 상기 제2힌지핀(172)에 힌지결합되므로, 상기 댐퍼부재(160)에는 가압력이 작용하게 된다.

그래서, 상기 이동축(162)이 상기 케이스(166)의 내측으로 후방 이동하면서 고정홈(168)에 고정된 탄성링(164)이 가압되어 에너지를 흡수하므로 보다 안정적으로 충돌부재(120)에 가해지는 충돌에너지를 흡수할 수 있게 된다.

따라서, 상기 댐퍼부재(160)가 에너지를 흡수함에 따라 에너지 흡수 부재(150)에 작용하는 에너지가 감소하여 에너지 흡수 부재(150)의 변형을 줄일 수 있어 에너지 흡수 부재(150)의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

한편, 에너지 흡수 부재(150)에 허용 인장력을 초과하는 인장력이 가해지는 경우 에너지 흡수 부재(150)는 파단이 될 수 있다. 이때, 상기 에너지 흡수 부재(150)는 상기 제1힌지핀(170)과 제4힌지핀(176)만을 분리한 상태로 간단하게 교체할 수 있어 유지보수에 유리하다.

또한, 댐퍼부재(160)의 탄성링(164)의 탄성력이 줄어들거나 댐퍼부재(160)의 허용 가압력 이상의 힘이 가해져 댐퍼부재(160)가 손상된 경우에는 상기 제2힌지핀(172)과 제3힌지핀(174)만을 분리한 상태로 간단하게 교체할 수 있어 유지보수에 유리하다.

따라서, 본 발명에 따른 열차의 장애물 제거장치(100)에 의하면, 장애물의 충돌로 인해 열차의 차량(1)에 설치되는 충돌부재(120)가 제1힌지핀(170)을 중심으로 회전하면 에너지 흡수 부재(150)가 소성변형하며 에너지를 흡수하고, 댐퍼부재(160)의 탄성링(164)이 수축되며 에너지를 흡수하므로 안정적으로 충격에너지를 흡수하는 효과가 있고, 상기 댐퍼부재(160)에 허용 가압력을 초과하는 힘이 가해져 댐퍼부재(160)가 손상된 경우에도 제2힌지핀(172)과 제3힌지핀(174)만을 분리한 상태로 댐퍼부재(160)를 간단하게 교체할 수 있어 유지보수가 용이한 효과가 있다.

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

본 발명은 열차의 장애물 제거장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열차의 철도차량에 설치되어 철도선로를 점유하고 있는 장애물을 제거하여 충돌로 인한 열차의 철도차량 파손을 방지할 수 있는 열차의 장애물 제거장치에 관한 것이다.

1: 차량 100: 장애물 제거장치
110: 고정부재 120: 충돌부재
130: 제1링크부재 140: 제2링크부재
150: 에너지 흡수 부재 160: 댐퍼부재
162: 이동축 164: 탄성링
166: 케이스 168: 고정홈
170: 제1힌지핀 172: 제2힌지핀
174: 제3힌지핀 176: 제4힌지핀

Claims (6)

1. 철도 차량의 전면부에 고정되는 고정부재;
   후면 상측부에 상측 고정부가 구비되어 상기 고정부재의 전단부에 제1힌지핀에 의해 힌지결합되고, 후면 하측에는 하측 고정부가 구비되며 장애물이 충돌하는 일정 면적의 충돌판부로 이루어지는 충돌부재;
   상기 고정부재의 후단부에 일단부가 제2힌지핀에 의해 힌지결합되는 제1링크부재;
   일단부는 상기 충돌부재의 하측 고정부에 제3힌지핀에 의해 일단부가 힌지결합되고 타단부는 상기 제1링크부재의 타단부에 제4힌지핀에 의해 힌지결합되는 제2링크부재;
   상기 충돌부재의 상측 고정부에 일단부가 제1힌지핀에 의해 힌지결합되고 타단부는 제4힌지핀에 의해 상기 제1 및 제2링크부재의 타단부에 힌지결합되어 충돌부재에 장애물 충돌 시 충돌부재의 후진으로 인해 제1힌지핀과 제4힌지핀 사이의 거리가 멀어지며 인장력이 작용하는 에너지 흡수 부재;
   상기 충돌부재의 하측 고정부에 일단부가 제3힌지핀에 의해 힌지결합되고 타단부는 제2힌지핀에 의해 상기 고정부재의 타단부 및 제1링크부재의 일단부에 힌지결합되어 충돌부재에 장애물 충돌 시 충돌부재의 후진으로 인해 제2힌지핀과 제3힌지핀 사이의 거리가 가까워지며 가압력이 작용하는 댐퍼부재;를 포함하되,
   상기 댐퍼부재는 일단부가 상기 제3힌지핀으로 힌지결합되고, 다수개의 탄성링이 일정 간격으로 구비되는 이동축과,
   상기 이동축의 외측에 구비되고 내주면에 상기 탄성링에 대응되는 위치에 탄성링이 고정되는 고정홈이 형성되어 상기 제2힌지핀에 힌지결합되는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열차의 장애물 제거장치.
   
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