KR19990056592A - 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치에 관한 것으로, 바닥판(12)에 고정된 스프링(12)에 측정핀(5)이 연결되어 측정핀(5)이 항상 차륜에 닿을 수 있게 되고, 또한 상기 측정핀(5)의 앞쪽 선단에는 로울러(6)가 구비되어 차륜에 대해 구름접촉을 하게 되며, 이 측정핀(5)의 뒤쪽 단부(5a)는 다이얼게이지(13)의 로드(14)에 연결된 구조로 되어, 차륜의 횡방향 변위에 따른 상기 측정핀(5)의 이동이 다이얼게이지(13)에 의해 측정되는 한편, 로울러(6)가 구름접촉되므로 마찰력이 적게 발생되어 측정시 측정핀(5)이 구부러지지 않게 되고, 측정핀(5)이 항상 차륜에 닿아 있게 되므로, 차륜의 내향변위 뿐 아니라 외향변위도 측정할 수 있고, 주행 및 제동중의 속도변화에 대한 차륜의 횡변위를 실시간으로 측정할 수 있게 된다.

Description

철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치

본 발명은 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치에 관한 것으로, 특히 실시간(real time)에 횡방향변위를 측정할 수 있고, 차륜의 내측으로의 변위 뿐 아니라 외측으로의 변위도 측정할 수 있으며, 측정핀의 손상이 방지되도록 된 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 철도차량에는 상부구조물의 기저틀인 대차와 상부구조물 지지 및 이동의 역할을 하는 차륜간에 상대적인 위치변위가 발생하게 되는데, 이 대차/차륜간의 횡방향 변위는 블럭브레이크(Block Brake) 설치 등의 이유에서 대차설계에 매우중요한 설계변수이다.

따라서, 철도차량 생산업체에서는 대차/차륜간의 횡변위측정을 보다 정확하고 효율적으로 할 수 있도록 노력중이다.

한편, 종래의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치는 도 4와 이의 평면도인 도 5에 도시된 바와 같이, 대차의 프레임(21) 내측에 고정판(22)이 보울트(23)을 매개로 고정되되, 이 고정판(22)의 끝부분은 Y자형으로 갈라져 분지판(22a)이 형성되고, 이 분지판(22a)들에 각각 O-링(24)이 끼워지며, 이 O-링(24)에 측정핀(23)이 끼워지고, 이 측정핀(23)의 차륜(25)측 끝부분에는 원판형상의 접촉단(23a)이 형성되며, 이 접촉단(23a)이 상기 차륜(25)의 내측 림(25a)에 접촉되는 구조로 되어 있었다.

즉, 주행에 의해 차륜(25)이 횡방향으로 위치변동되면 상기 접촉단(23a)이 밀려져 측정핀(23)이 O-링(24)안으로 밀려 들어가게 되며, 밀려들어간 후 그 자리에 머물러 있게 되므로 초기 설치시 접촉단(23a)의 위치와 측정후 접촉단(23a)의 위치를 비교함으로써 대차/차륜간의 횡방향변위를 측정할 수 있도록 된 것이다.

그러나, 상기와 같은 구조의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치는 상기 측정핀(23)이 차륜(25)에 의해 O-링(24)쪽으로 밀려 들어가기는 해도 다시 원위치로 복원되지는 않으므로 항상 측정하는 동안 발생한 여러 변위값들 중에서 최대치만을 측정할 수 있었고, 이와 같이 최대변위만을 측정할 수 있으므로 주행 중 또는 제동시 및 주행속도 변화에 따라 연속적으로 좌우로 유동되는 차륜(25)의 변화하는 변위는 측정할 수 없으며, 또한 차륜(25)은 횡방향 즉, 좌우로 움직이나 상기 측정핀(23)은 차륜(25)의 내측방향에 설치되므로 차륜(25)이 외측으로 이동할 경우에는 이 변위량을 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 측정핀(23)의 접촉단(23a)은 차륜(25)의 림(25a)에 직접 접촉하여 면에서 미끄럼마찰이 일어나기 때문에 그 마찰력이 과다하게 발생하여 측정시 측정핀(23)이 구부러지는 현상이 자주 발생하게 되는 또 다른 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 측정핀이 차륜의 이동에 따라 동일하게 이동되면서 항상 차륜에 접촉되어 있을 수 있게 되고, 또한 접촉단이 차륜의 림에 구름접촉하게 됨으로써 주행과 제동시 및 차량의 속도변화에 따른 변위를 실시간으로 측정할 수 있고, 차륜의 차량의 외측으로 이동될 때도 이 변위치를 측정할 수 있으며, 또한 마찰력이 감소되므로 측정핀이 손상되는 현상이 방지되도록 된 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치가 실차 에 적용된 상태의 사시도,

도 2는 도 1의 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치의 사시도,

도 4는 도 1의 대응도로서, 종래 기술에 따른 철도차량 대차/차륜간 횡방향 변위 측정장치가 실차에 적용된 상태의 사시도,

도 5는 도 4의 정면도이다.

1 - 프레임, 2 - 고정판,

3 - 보울트, 4 - 횡방향변위측정장치,

5 - 측정핀, 5a - 단부,

6 - 로울러, 7 - 차륜,

7a - 림, 8 - 바닥판,

8a - 보울트공, 9 - 가이드,

9a - 상부블럭, 9b - 하부블럭,

9c - 보울트, 9d - 구멍,

10 - 가이드, 11 - 회전방지구,

11a - 가이드구멍, 12 - 스프링,

13 - 다이얼게이지, 14 - 로드,

15 - 로울러고정부재, 15a - 아암,

16 - 핀, 17 - 커버,

17a - 보울트공, 18 - 보울트.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바닥판에 2개의 가이드와 회전방지구가 고정되고, 이 가이드들과 회전방지구에 ㄱ자로 절곡된 측정핀이 보유설치되고, 이 측정핀의 상기 바닥판 외측으로 돌출된 부분에 로울러고정부재를 매개로 로울러가 고정되며, 상기 측정핀의 바닥판 내측에 위치한 단부는 상기 바닥판에 고정된 다이얼게이제의 로드와 접합되며, 측정핀의 중간부분이 바닥판에 고정된 스프링에 연결되는 한편, 바닥판에 설치된 부품들을 덮도록 바닥판에 커버가 씌워지는 구조로 되어 있으며, 상기 커버에 고정판이 일체로 형성되어 프레임에 고정되도록 되어 있다.

따라서, 상기 스프링에 의해 측정핀이 항상 차륜의 림에 접촉되어 있을 수 있으며, 접촉부분이 로울러로 되어 마찰력이 줄게 되며, 측정핀의 이동이 다이얼게이지에 의해 측정되도록 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명에 따른 차륜의 횡방향변위 측정장치가 설치된 상태의 사시도와 그 정면도로서, 본 발명 횡방향측정변위장치(4)에 고정판(2)이 일체화되고, 이 고정판(2)이 대차의 프레임 안쪽에 보울트(3)를 매개로 고정되며, 이때 상기 횡방향변위측정장치(4)의 측정핀(5) 선단에 위치한 로울러(6)가 차륜(7)의 림(7a)에 항상 접촉되도록 되어 있다.

상기 횡방향변위측정장치(4)는 도 3에 도시된 바와 같이, ㄱ자형으로 절곡된 형상으로 되고 스프링(12)에 의해 복원력을 인가받으며 선단에 로울러(6)가 구비된 측정핀(5)과, 이 측정핀(5)의 이동경로를 설정하고 회전을 방지하도록 바닥판(8)에 고정되는 2개의 가이드(9,10)와 회전방지구(11), 상기 바닥판(8)에 고정되며 로드(14)가 측정핀(5)의 단부(5a)에 고정되는 다이얼게이지(13)와, 바닥판(8)의 상부로 취부되는 커버(17)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 측정핀(5)은 ㄱ자형으로 절곡된 환봉이며, 바닥판(8)의 외측으로 돌출된 앞쪽 끝부분에 2개의 아암(15a)을 갖춘 로울러고정부재(15)가 고정되어, 이 로울러고정부재(15)의 상기 두 아암(15a) 사이에 원판형의 로울러(6)가 핀(16)을 매개로 고정되어 진다.

상기 가이드(9)는 직육면체형상의 상부블럭(9a)과 하부블럭(9b)으로 이루어져 있고, 이들은 수직으로 포개어진 뒤 상부로 부터 하부로 진입되는 보울트(9c)에 의해 상기 바닥판(8)에 고정되어지며, 상기 상부블럭(9a)과 하부블럭(9b)의 사이에는 상기 측정핀(5)이 삽입된 상태에서 좌우로 이동되어질 수 있는 구멍(9d)이 형성되어 있다.

상기 10번 가이드는 바닥판(8)의 장축방향으로 상기 9번 가이드와 동일한 선상에 소정 간격을 두고 위치되고, 그 구조와 바닥판(8)에의 고정방식은 동일하며, 상기 두 가이드(9,10)는 측정핀(5)이 안정적인 경로로 전후이동되도록 한다.

한편, 상기 바닥판(8)에서 상기 10번 가이드 쪽의 종축선상 중앙부위에 직육면체의 회전방지구(11)가 고정되며, 이 회전방지구(11)에는 상기 종축선상으로 가이드구멍(11a)이 형성되어 있으며, 이 가이드구멍(11a)은 상하면은 평면이고, 전후면은 원형으로 된 모양으로 되어 있으며, 평면에 해당하는 가로의 길이가 원형으로 된 세로부의 길이에 비해 길게 되어 있어 측정핀(5)가 전후로 이동되는데 방해를 주지 않으며, 회전방지구(11) 자체는 차륜(7)의 회전에 의해 측정핀(5)이 회전하게 되는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편, 상기 측정핀(5)은 두 가이드(9,10)의 구멍과 회전방지구(11)에 형성된 가이드구멍(11a)에 삽입되게 되는데, 몸체가 절곡되어 있으므로 조립이 가능하려면 상기 가이드에서 하부블럭에 상부블럭이 고정되기 전상태에 측정핀(5)의 단부(5a)가 회전방지구(11)의 가이드구멍(11a)에 선삽입된후, 측정핀(5)의 절곡전 부분이 하부블럭에 올려지고, 이를 덮으면서 상부블럭이 체결되어야 함은 물론이다.

또한, 상기 바닥판(8)에는 다이얼게이지(13)가 고정되는데, 이 다이얼게이지(13)는 상기 가이드(9,10)들이 고정된 부분의 반대편에 고정되며, 전후로 이동되면서 직접 측정물의 변위를 감지하는 로드(14)의 끝부분은 상기 측정핀(5)의 단부(5a)에 수직상태로 고정되게 된다.

한편, 상기 측정핀(5)에 있어서, 두 가이드(9,10)의 사이부분에는 양측으로 2개의 스프링(12)이 고정되며, 스프링(12)들의 다른 한쪽 끝부분은 바닥판(8)에 고정되어진다.

이와 같이 바닥판(8)에 취부될 부품들이 모두 설치된 후에는 이 부품들을 모두 덮도록 바닥판(8)에 커버(17)가 씌워지는데, 이 커버(17)의 양측에는 보울트공(17a)들이 형성되어 있으며, 이 보울트공(17a)의 위치에 상응하는 바닥판(8) 측면의 위치에도 보울트공(8a)이 형성되어 이 보울트공(17a,18a)들에 보울트(18)가 삽입체결됨으로써 바닥판(8)에 커버(17)가 체결되게 된다.

한편, 상기 커버(17)의 측부에는 고정판(2)이 일체로 형성되어 지는데, 전술한 바와 같이 이 고정판(2)을 대차의 프레임(1) 안쪽에 보울트(3)를 매개로 고정함으로써 차륜(7)의 횡방향변위를 측정할 수 있는 상태가 되게 된다.

따라서, 상기와 같이 실차에 횡방향변위측정장치(4)가 설치된 상태에서 주행으로 인해 차륜(7)에 변위가 발생하게 되면, 상기 측정핀(5)이 차륜(7)의 변위 방향에 따라 차량의 외측 또는 내측으로 이동되어지며, 이에 따라 측정핀(5)의 단부도 동일방향으로 이동되고, 이 단부(5a)에 연결된 다이얼게이지(13)의 로드(14)도 같은 방향으로 이동되어진다.

즉, 차륜(7)의 변위가 상기 로드(14)에 그대로 전달됨으로써 다이얼게이지(13)에서 변위량이 측정되는 것이다.

여기서, 상기 다이얼게이지(13)에서 발생되는 측정신호는 다이얼게이지(13)에 연결되는 와이어에 의해 전송되어 실험자가 그 측정치를 기록, 저장, 분석할 수 있도록 컴퓨터로 입력되어짐은 물론이다.

한편, 상기 스프링(12)은 항상 측정핀(5)을 차륜(7)쪽으로 미는 힘을 발생시키므로, 측정핀(5)의 선단에 위치한 로울러(6)는 항상 차륜(7)의 림(7a)에 접촉되어 있게 되므로 차륜(7)의 최대 횡방향변위 뿐만 아니라 주행 및 제동시 속도변화에 따른 변위량의 변화상태를 실시간에 측정할 수 있다.

또한, 림(7a)에 직접 접촉되는 측정핀(5)의 선단에 로울러(6)가 구비되어 있으므로 상기 림(7a)에서 구름접촉하게 되어 마찰력의 과다로 인한 측정핀(5)의 구부러짐이 발생하지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 대차와 차륜간의 상대적인 횡변위를 실시간으로 측정할 수 있고, 주행시, 제동시 및 주행속도에 구애 받지 않고 횡변위를 측정할 수 있으며, 차륜의 횡변위를 차량의 내측변위뿐 아니라 외측방향으로의 변위도 측정할 수 있으며, 측정핀에 손상이 가는 현상을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 평판형상의 바닥판(8)과 커버(17)사이에 내설되며 차륜에 접촉되어 변위에 따라 움직이도록 된 측정핀(5), 이 측정핀(5)의 끝단과 접촉되어 움직임을 전달해 주는 로드(14), 상기 측정핀(5)이 일정범위내에서 움직이도록 외주면을 감싸도록 된 가이드(9,10), 상기 측정핀(5)의 회전을 방지하도록 된 회전방지구(11), 상기 로드(14)의 변위량을 계측/지시하도록 된 다이얼게이지(13)로 이루어진 대차/대륜간 횡방향변위 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 측정핀(5)의 앞쪽 선단부에 2개의 아암(15a)이 형성된 로울러고정부재(15)가 고정되고, 이 로울러고정부재(15)의 상기 아암(15a)의 사이에 로울러(6)가 핀(16)을 매개로 고정되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드(9)는 상부블럭(9a)과 하부블럭(9b)으로 이루어지며, 상부로 부터 삽입되는 보울트(9c)를 매개로 동시에 바닥판(8)에 고정되고, 두 블럭의 접합부에 측정핀(5)이 이동될 수 있는 구멍(9d)이 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 회전방지구(11)에 가이드구멍(11a)이 형성되되, 이 가이드구멍(11a)은 상하변이 길고 평평하며, 좌우변이 짧고 반원형으로 된 것을 특징으로 하는 철도차량의 대차/차륜간 횡방향변위 측정장치.