KR20000015052U

KR20000015052U - 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조

Info

Publication number: KR20000015052U
Application number: KR2019980028431U
Authority: KR
Inventors: 박우진; 김기열; 김상호
Original assignee: 추호석; 대우중공업 주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2000-07-25
Also published as: KR200338391Y1

Abstract

본 고안은 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조에 관한 것으로, 바닥면에 걸림턱과 관통구멍을 갖춘 철망형태의 메시홀더의 내부에 환형의 홀드플레이트가 끼워져 상기 메시홀드의 걸림턱에 홀드플레이트의 접합턱이 걸려진 상태에서 접합되고, 상기 메시홀드의 바닥면에 형성된 관통구멍을 통해 이 메시홀드의 외부로 노출된 홀드플레이트의 돌기부가 백플레이트에 접합되어있으며, 상기 홀드플레이트에 브레이크 마찰재인 소결마찰판이 소결성형 접합되어 있는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 이루어져 있는 본 고안은, 고속철도차량에서 제동시에 발생하는 고온의 열에 의해 소결마찰재와 메시홀드와 홀드플레이트에 전달되어도 상기 소결마찰재와 홀드플레이트사이에 열팽창과 수축에 의한 박리현상이 일어나지 않게하여 고속철도차량의 안전을 도모할 수가 있게 한 것이다.

Description

철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조(Assembling construction of the sintered friction material in a brake of a rail car)

본 고안은 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조에 관한 것으로, 특히브레이크 동작시에 발생되는 높은 열에 의해 소결마찰재와 이 소결마찰재가 부착되어 있는 홀드플레이트사이에 열변형에 의한 박리현상이 발생되지 않게 한 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량등에서 사용되는 제동장치에는 습식 브레이크와 소결브레이크 등 여러 가지 종류가 있다. 그 중에서 고속으로 운행하는 고속철도차량은 제동시 고온의 마찰열이 발생하므로, 고속철도차량에는 주로 내열성이 높은 소결브레이크 시스템이 사용되고 있다.

한편, 소결브레이크 시스템에 사용되는 소결마찰재는 취성이 높기 때문에, 그 자체로 하나의 완전한 부품을 만들어 다른 부품에 직접 결합시킬 수가 없다.

따라서, 통상 소결마찰재로 만들어진 브레이크 마찰재는 별도의 다른 지지기구에 지지되어 브레이크판에 연결되게 사용되게 된다.

즉, 도면 3 에 도시된 바와 같이, 차량의 바퀴에 설치된 제동디스크와 직접 마찰하는 원통형상의 소결마찰재(31)가 철망형태로 이루어진 메시홀더(32)에 담겨진 상태에서 홀드플레이트(33)에 접합되어 있는데, 메시홀더(32)와 홀드플레이트(33)의 연결은 이 메시홀더(32)의 바닥면에 형성된 걸림턱(34)을 통해 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 상기 메시홀더(32)의 걸림턱(34)이 소결마찰재(31)와 홀드플레이트(33)사이에 위치하게 되고, 상기 걸림턱(34)의 바깥쪽에서 홀드플레이트(33)와 메시홀더(32)가 용접연결되어 있기 때문에, 이 연결부분이 800도 이상의 고온과 냉각이 되풀이 되는 과정에서 열변형에 의해 박리되는 문제가 발생한다.

즉, 상기 소결마찰재(31)가 바퀴에 설치되어 있는 브레이크판(도시안됨)과 마찰하면서 발생되는 고온의 열이 상기 메시홀더(32)와 홀드플레이트(33)에 전달되고, 이들 메시홀더(32)와 홀드플레이트(33) 및 소결마찰재(31)간의 열팽창계수의 차이에 의해 용접부가 떨어지게 되고, 그 결과 소결마찰재(31)가 홀더플레이트(33)에 밀착되지 못하고 박리되게 되는 것이다.

더욱이, 상기 소결마찰재(31)와 홀더플레이트(33)사이에 끼워진 메시홀더(32)의 걸림턱(34)이 소결마찰재(31)와 홀더플레이트(33)사이게 끼워진 구조로 되어 있기 때문에, 상기 소결마찰재(31)와 홀더플레이트(33)사이에 약간의 공기층(35)이 존재하게 되고, 이 공기층(35)에 상기 소결마찰재(31)으로부터 고온의 온도가 전달되게 되면, 공기의 팽창계수가 소결마찰재(31)의 열팽창계수보다 크기 때문에 소결마찰재(31)가 녹는 온도에까지 도달하더라도 상기 소결마찰재(31)가 홀더플레이트(33)에 밀착되지 못하고 홀더플레이트(33)와 소결마찰재(31)사이에 기공이 존재하게 된다.

따라서, 이 상기 공기층(35)의 기공으로 인하여 소결마찰재(31)와 메시홀더(32)가 인장되거나 충격을 받게 되면 홀더플레이트(33)로부터 쉽게 박리되어 떨어져 나가게 되는 것이다.

이와 같이 소결마찰재(31)가 홀드플레이트(33)에서 떨어져 나가면 제동력을 발휘하는데 문제점이 있게 되고, 특히 고속으로 주행하는 철도차량에 있어서는 제동력이 손상으로 인해 큰 사고를 일으킬 수 있는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 소결마찰재를 재질로 사용하는 경우에도 소결마찰재가 고온의 열팽창 등에 의해 이 소결마찰재가 지지되어 있는 홀더플레이트로부터 박리되어 떨어져 나가지 않게하여 고속철도차량의 안전을 보장할 수 있게 한 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 바닥면에 걸림턱과 관통구멍을 갖춘 철망형태의 메시홀더의 내부에 환형의 홀드플레이트가 끼워져 상기 메시홀드의 걸림턱에 홀드플레이트의 접합턱이 걸려진 상태에서 접합되고, 상기 메시홀드의 바닥면에 형성된 관통구멍을 통해 이 메시홀드의 외부로 노출된 홀드플레이트의 돌기부가 백플레이트에 접합되어있으며, 상기 홀드플레이트에 소결마찰재가 소결성형과정을 통해 접합되어 있는 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 되어 있는 본 고안은, 브레이크 마찰재인 소결마찰재가 직접부착되어 있는 홀드플레이트가 메시홀드의 안쪽으로 끼워져 이 메시홀드의 바닥면에 형성된 걸림턱에 홀드플레이트의 접합턱이 걸려져 접합되어 있으면서, 상기 홀드플레이트에 소결마찰재가 소결접합되어 있기 때문에, 이 소결마찰재에 마찰에 의한 열이 발생되어도 메시홀드와 홀드플레이트사이에 열팽창과 수축에 의한 박리현상이 일어나지 않게 될 뿐만 아니라, 소결마찰재가 홀드플레이트에서 떨어져 나가는 현상이 발생되지 않게 한다.

따라서, 소결마찰재를 브레이크판으로 사용하는 고속철도차량에서 마찰열에 의해 소결마찰재가 지지판인 홀드플레이트에서 박리되어 떨어져 나가는 현상이 발생하지 않게 되어 안전을 도모할 수가 있는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 철도차량용 브레이크의 소결마찰재를 지지하는 지지구조물이 결합되는 중간과정을 도시한 개략적 단면도,

도 2 는 본 고안에 따른 철도차량용 브레이크의 소결마찰재가 접합완료된 상태를 도시한 단면도,

도 3 은 종래의 일반적인 철도차량용 브레이크의 소결마찰재가 접합된 구조를 나타낸 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 걸림턱 2 - 관통구멍

3 - 메시홀더 4 - 홀드플레이트

5 - 접합턱 6 - 백플레이트

7 - 소결마찰재

이하 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 고안에 따른 브레이크 시스템의 결합과정을 나타내는 개략도이도, 도면 2 는 본 고안에 따른 브레이크 시스템이 완전히 결합된 상태를 나타내는 단면도로서, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조는 바닥면에 걸림턱(1)과 관통구멍(2)을 갖춘 철망형태의 메시홀더(3) 내부에 환형의 홀드플레이트(4)가 끼워져 상기 메시홀드(3)의 걸림턱(1)에 홀드플레이트(4)의 접합턱(5)이 걸려진 상태에서 접합되고, 상기 메시홀드(3)의 바닥면에 형성된 관통구멍(2)을 통해 이 메시홀드(3)의 외부로 노출된 홀드플레이트(4)의 돌기부(4a)가 백플레이트(6)에 접합되어있으며, 상기 홀드플레이트(4)에 소결마찰재(7)가 소결성형 접합되어 있는 구조로 되어 있다.

상기에서 소결마찰재(7)와 홀드플레이트(4)의 접합은 상기 소결마찰재(7)를 홀드플레이트(4)위에서 미리 소결성형시키므로써 이 홀드플레이트(4)에 대해 일체로 성형되게 된다.

그리고, 상기 메시홀드(3)의 걸림턱(1)과 홀더플레이트(4)의 접합턱(5)을 접합시키는 방법으로서 용접 등의 방법을 사용하고, 또한 홀더플레이트(4)와 백플레이트(6)도 용접 등의 방법을 사용하여 접합시킨다.

한편, 상기 메시홀더(3)는 철망구조로 되어 있으면서, 내부의 소결마찰재(7)를 간단하지 지지하고 있는 얼개의 역할만을 하고 이 소결마찰재(7)에 가해지는 브레이크하중을 직접적으로 지지해 주지는 않으며, 직접적인 하중의 지지는 상기 홀드플레이트(4)에 의해 이루어지게 된다.

이와 같은 과정을 통해 결합된 본 고안은, 상기 홀드플레이트(5)가 메시홀더(3)의 내부에 삽입된 상태에서 결합되어 있고, 소결마찰재(7)가 상기 홀드플레이트(5)에 직접 고정되어 있다.

따라서, 철도차량의 제동디스크에 직접 닿아 마찰하면서 그 마찰력으로 제동력을 발휘하는 소결마찰재(7)가 제동과정에서 고온으로 가열되고, 이 소멸마찰재(7)의 고열이 홀드플레이트(4)와 메시홀더(3)에 전달되어도, 상기 홀드플레이트(4)에 접합되어 있는 소결마찰재(7)가 홀드플레이트(4)로부터 박리되는 등의 문제가 없게 된다.

특히, 상기 메시홀더(3)가 소결마찰재(7)와 홀드플레이트(4)사이에 삽입되어 있는 구조가 아니기 때문에 이 메시홀더(3)가 열에 의해 수축팽창되는 과정을 되풀이하여도 이 메시홀더(3)가 소결마찰재(7)와 홀드플레이트(4)사이를 벌려놓는 역할을 하지 않게 되는 것이다.

따라서, 소결마찰재(7)가 제동시에 발생하는 고온의 마찰열에 의해 이 마찰재(7)를 지지하고 있는 홀드플레이트(6)로부터 떨어져 나가는 현상이 발생하지 않기 때문에 고속철도차량의 안전을 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 장치는, 브레이크 마찰재인 소결마찰재(7)가 직접부착되어 있는 홀드플레이트(4)가 메시홀드(3)의 안쪽으로 끼워져 이 메시홀드(3)의 바닥면에 형성된 걸림턱(1)에 홀드플레이트(4)의 접합턱(5)이 걸려져 접합되어 있으면서, 상기 홀드플레이트(4)에 소결마찰재(7)가 소결접합되어 있기 때문에, 이 소결마찰재(7)에 마찰에 의한 열이 발생되어도 이 소결마찰재(7)가 홀드플레이트(4)로부터 열팽창과 수축에 의한 박리현상이 일어나지 않게 할 수가 있으므로 고속철도차량의 안전을 도모할 수가 있는 것이다.

Claims

바닥면에 걸림턱(1)과 관통구멍(2)을 갖춘 철망형태의 메시홀더(3) 내부에 환형의 홀드플레이트(4)가 끼워져 상기 메시홀드(3)의 걸림턱(1)에 홀드플레이트(4)의 접합턱(5)이 걸려진 상태에서 접합되고, 상기 메시홀드(3)의 바닥면에 형성된 관통구멍(2)을 통해 이 메시홀드(3)의 외부로 노출된 홀드플레이트(4)의 돌기부(4a)가 백플레이트(6)에 접합되어있으며, 상기 홀드플레이트(4)에 소결마찰재(7)가 소결성형 접합되어 이루어진 철도차량용 브레이크의 소결마찰재 접합구조.