KR20020073645A - Wheel for railway rolling stock - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철도차량용 차륜에 관한 것으로, 특히 차륜의 답면부에 연속한 홈부를 형성하여 상기 철도차량의 곡선 주행시 사행동을 방지하고, 진동감소로 인한 승차감을 향상하며, 소음을 줄일 뿐만 아니라, 상기 차륜과 상기 레일 사이의 마찰을 적게하여 상기 차륜과 상기 레일의 마모를 줄일 수 있는 철도차량용 차륜에 관한 것이다.The present invention relates to a wheel for a railway vehicle, and in particular, to form a continuous groove portion in the step portion of the wheel to prevent the meandering movement during the curve running of the railway vehicle, improve the riding comfort due to vibration reduction, reduce noise, The present invention relates to a wheel for a railway vehicle capable of reducing friction between a wheel and the rail, thereby reducing wear of the wheel and the rail.
일반적으로, 철도시스템은 경제, 물리학, 기계공학 및 건축, 토목공학 등의 과학을 총동원 활용하여 수송수단에 적용한 종합과학의 산물 중 하나이다. 이러한 철도시스템 중 철도차량의 차륜은 레일과 직접 접촉하기 때문에 공학적인 설계가 매우 중요시되고 있다. 따라서, 상기 레일 위를 이동하는 상기 차륜은 사행동방지, 탈선방지, 철도차량의 저항, 철도차량의 가속도, 소음방지, 실제동거리, 곡선통과능 등을 고려하여 설계하는 것이 매우 중요하다.In general, the railway system is one of the products of a comprehensive science applied to transportation by utilizing science, such as economy, physics, mechanical engineering, architecture, and civil engineering. Among these railway systems, engineering wheels are very important because the wheels of railway vehicles are in direct contact with the rails. Therefore, it is very important to design the wheels moving on the rails in consideration of driving prevention, derailment prevention, resistance of railroad cars, acceleration of railroad cars, noise prevention, actual moving distance, curve passing capability, and the like.
상기 사행동은 차륜답면이 테이퍼 형상으로 형성된 차륜에서 주로 발생하는데, 차륜이 레일에서 한쪽으로 쏠렸다가 반대쪽으로 쏠리는 현상의 반복으로 인해 열차가 뱀처럼 꾸불꾸불 전진하는 것을 의미한다. 상기 사행동으로 인하여 차체가 횡방향으로 흔들려 요잉(yoing), 롤링(rolling)현상이 나타나게 되고, 레일 또는 바퀴가 마모 또는 파손되거나 심지어는 탈선될 경우도 있다. 상기 사행동은 사인(sine)형상으로 나타나는데 이론상 파장 S는 차륜답면의 기하학적 현상에 따라 정해지고 다음과 같은 식으로 표현된다.The four-way movement mainly occurs in a wheel in which the wheel step surface is tapered, which means that the train moves forward like a snake due to the repetition of the wheel being pulled to one side from the rail and to the opposite side. Due to the meandering movement, the vehicle body is swayed laterally to cause yawing and rolling, and the rails or wheels may be worn or broken or even derailed. The meandering motion is represented by a sine shape. In theory, the wavelength S is determined according to the geometric phenomenon of the wheel step surface and is expressed as follows.
여기서, b는 좌우차륜이 레일과 접촉하는 점 사이의 직선거리의 1/2이고, r은 접촉점에서의 차륜의 반지름이며,는 접촉점에서의 답면구배이다.Where b is 1/2 of the linear distance between the point where the left and right wheels contact the rail, r is the radius of the wheel at the contact point, Is the slope at the contact point.
상기 사행동을 방지하는 방법은 파장 S를 구하는 식에서도 알 수 있듯이 차륜답면 테이퍼수직성분(거리)을 수평성분(거리)으로 나눈 값인 답면구배를 적게하여 즉, 경사를 원만하게 하여 사행동 파장을 크게 함으로써 일정주행속도에서의 사행동 진동수(단위시간당 주행거리÷사행동파장)를 감소시키는 방법과 1축 사행동이 발생하지 않도록 대차가 륜축을 튼튼하게 지지토록하는 방법 및 륜축지지부에 적절한 스프링 및 댐퍼(damper)등을 사용하여 공진(共振)하지 않도록 하는 방법 등이 있다.As can be seen from the equation for obtaining the wavelength S, the method of preventing the meandering motion is to reduce the slope surface gradient, which is a value obtained by dividing the tapered vertical component (distance) by the horizontal component (distance) of the wheel, so that the slope is smooth. This method reduces the meandering frequency (traveling distance per unit time ÷ meandering wave length) at a certain driving speed, the method for the bogie to firmly support the wheel axle so that the 1-axis meandering motion does not occur, and a spring suitable for the wheel axle support. And a method in which a damper or the like is not used to resonate.
상기 탈선은 차륜과 레일 사이에서 일어나는 현상으로 타오르기, 미끄러져오르기, 튀어오르기 탈선 등 크게 세가지로 분류된다. 타오르기, 미끄러져오르기 탈선은 차륜의 플랜지가 레일을 타오르거나 또는 미끄로져 올라가는 것으로 주로 곡선을 주행할 때 일어난다. 튀어오르기 탈선은 차륜 플랜지가 레일에 충돌하고, 그 힘으로 차륜이 튀어올라 탈선하는 것으로 주로 속도가 빠를 때 일어난다. 이러한 탈선에 대한 안정성은 차륜이 레일을 횡방향으로 미는 힘 즉 횡압(橫壓:Q)과 차량의 하중으로 차륜이 레일을 위에서 아래로 누르는 힘 즉 륜중(wheel load:P)의 비(比) Q/P로 표시하고, 이를 탈선계수(Derailment coefficient)라 하며 Q/P가 크면 클수록 탈선의 가능성은 커진다.The derailment is a phenomenon occurring between the wheel and the rail and is classified into three types such as burning, slipping, and springing. Burning, skidding Derailment occurs when the flange of the wheel burns or slides up the rail, mainly when driving on a curve. The spring derailment occurs when the wheel flanges collide with the rails, and the wheels spring by the force and derail. The stability against this derailment is the ratio of the force that the wheels push the rails in the transverse direction, ie the lateral pressure (Q) and the force that the wheels push the rails from top to bottom due to the load of the vehicle, that is, the ratio of wheel load (P). It is expressed as Q / P, which is called a derailment coefficient. The larger the Q / P, the greater the probability of derailment.
상기 철도차량의 저항은 상기 철도차량이 주행하는 상태에서 주행을 방해하는 힘을 의미하고, 공기저항에다 차륜 및 기타 회전부분의 마찰 등에 의한 저항을 합한 값인 주행저항, 오르막길을 오를때 발생하는 구배저항, 곡선통과시의 저항 등이 있다. 또한, 철도차량의 저항은 일반적으로 주행저항, 구배저항, 곡선저항의 3요소를 더한 값으로 표시한다.The resistance of the railway vehicle means a force that hinders driving in a state in which the railway vehicle is running, and a running resistance, which is a value obtained by adding air resistance to resistance due to friction of wheels and other rotating parts, and a gradient resistance generated when an uphill road is climbed. , Resistance in passing the curve. In addition, the resistance of a railroad car is generally expressed by adding three elements, such as running resistance, gradient resistance, and curved resistance.
상기 철도차량이 정지상태에서 출발하여 속도를 높여가는 과정을 역행(力行) 또는 가속상태라 하고, 1초간에 속도가 Km/h 빨라지는가를 속도로 표시한 것을 가속도(a) 라 부르며, a Km/h/s로 표시한다. 상기 가속도와 질량은 반비례한다. 이런 사실은 뉴턴의 운동방정식으로 표현된다.The process of increasing the speed by starting from the stationary state is called a retrograde or acceleration state, and it is called acceleration (a) indicating whether the speed is increased by Km / h in one second, and a Km / h / s The acceleration and mass are inversely proportional. This is expressed in Newton's equation of motion.
힘(F)=질량(m)×가속도(a)Force (F) = Mass (m) x Acceleration (a)
이 식을 차량의 성능 계산에 적합한 식으로 바꾸어 견인력, 차량중량, 가속도의 관계식으로 보면Replace this formula with a formula suitable for calculating the performance of the vehicle and look at the relation of traction, vehicle weight, and acceleration.
으로 표현된다. It is expressed as
여기서, F(견인력):kgf이고, W(차량중량):ton이고, m(질량:kg)=W/g × 3.6Km/h/s (여기서, g는 중력가속도)이며, a(가속도)=Km/h/s이다.Where F (towing force): kgf, W (vehicle weight): ton, m (mass: kg) = W / g x 3.6 Km / h / s (where g is gravity acceleration) and a (acceleration) = Km / h / s.
상기 철도차량의 속도가 어느 정도 높아지면 차륜의 특성상 서서히 견인력은 약화되고, 열차 저항은 속도에 비례하여 커지기 때문에 견인력과 열차 저항이 같아지는 속도점이 생기는데 이 속도를 균형속도라고 한다. 감속도의 경우도 가속도와 마찬가지로 생각할 수 있지만 브레이크를 잡아 속도를 낮출때에는 열차저항이 감속되는힘과 같은 방향으로 작용하기 때문에 브레이크 힘는 다음과 같은 식으로 할 수 있다.When the speed of the railway vehicle increases to some extent, the traction force is gradually weakened due to the characteristics of the wheels, and the train resistance is increased in proportion to the speed, so that a speed point at which the traction force and the train resistance are the same is called a balance speed. In the case of deceleration, it can be thought of as acceleration, but when the brake is lowered and the speed is lowered, the brake force acts in the same direction as the deceleration force. Can be done as follows.
여기서,이다.here, to be.
타운전의 경우에는 동력, 즉 힘의 공급이 없으므로으로 하여를 계산해 보면 열차저항에 의해 서서히 속도가 내려가는 것을 알 수 있다. 철도차량의 속도향상, 다시말해 출발점에서 도착점까지의 운행소요시분을 줄이기 위해서는 승차감을 고려한 범위내에서를 최대한 높여 가속과 감속에 의한 시간 소모를 줄여야 한다. 열차가 A영역을 출발하여 B역에 도달하려면 정지상태와 최고운전속도 사이에서 속도변화가 일어난다. A,B역 사이를 달려온 열차의 평균속도는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.In the case of town wars, there is no power, By If you calculate, you can see that the speed gradually decreases due to train resistance. In order to improve the speed of railway vehicles, that is, reduce the time required for the departure point to the end point, Should be increased as much as possible to reduce the time consumed by acceleration and deceleration. When the train leaves area A and reaches station B, a speed change occurs between the stationary state and the maximum operating speed. The average speed of trains running between stations A and B can be expressed as
평균속도= A,B역 사이의 거리/ A,B역간의 주행시간Average speed = distance between A and B stations / travel time between A and B stations
한편, 전기차량의 Pantograph를 이동하면서 전차선은 요동하게 되는데 이로인해 생긴 파동이 전차선을 따라 전파되는 속도를 파동속도라 한다. 전기차량의 속도는 파동전파 속도의 70%이하로 한다. 파동전파속도(C)는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.On the other hand, while moving the pantograph of the electric vehicle, the tramline fluctuates. The speed at which waves are propagated along the tramline is called wave velocity. The speed of electric vehicles is to be 70% or less of wave propagation speed. The wave propagation velocity (C) can be obtained as follows.
여기서, T=전차선장력(N),는 전차선의 단위중량(kg/m)이다.Where T = tank tension (N), Is the unit weight (kg / m) of the tram line.
이 식에서 알 수 있는 바와 같이, 파동 전파속도는 전차선의 장력(T)에 비례하고, 단위중량에 반비례하므로 속도를 향상시키기 위해서는 장력을 크게하거나, 중량을 가볍게 하여야 하나 전차선의 장력을 높이면 전차선이 끊어질 위험이 있고, 전차선의 단위면적을 줄여 단위중량을 줄이면 운전전류를 충분히 공급하기 어려울 뿐만 아니라, 전차선 자체의 단선 위험도 발생할 수 있어 높은 장력에 견디면서 중력이 가벼운 재료를 선택하는 것이 속도향상을 위한 중요 요소의 하나이다.As can be seen from this equation, the wave propagation speed is proportional to the tension (T) of the tank and is inversely proportional to the unit weight. Therefore, in order to improve the speed, the tension should be increased or the weight should be reduced. If there is a risk of quality, and reducing the unit weight of the vehicle lane to reduce the unit weight, it is difficult to supply enough operating current, and the risk of disconnection of the vehicle itself may occur. It is one of the important factors.
철도차량의 속도와 파동전파속도와의 관계는 다음과 같다.The relation between the speed of a railway vehicle and the wave propagation speed is as follows.
▶ 철도차량의 속도(V)가 파동전파속도(C)보다 작을 경우(V<C) 팬터그래프의 압상력에 의하여 상하 변위가 기준치 이내의 크기로 되어 전차선 높이의 변화를 완화시켜 철도차량이 안정적으로 전진된다.▶ When the speed (V) of the railway vehicle is smaller than the wave propagation speed (C) (V <C), the vertical displacement is within the standard value due to the rolling force of the pantograph, so that the change in the height of the railway line is alleviated and the railway vehicle is stable. Is advanced.
▶ 철도차량의 속도(V)가 파동전파속도(C)와 비슷할 경우(VC) 전차선의 높이 변화를 따라 팬터그래프가 추종할 필요가 있고, 그렇지 못하면 철도차량이 탈선된다.▶ When the speed (V) of railroad cars is similar to the wave propagation speed (C) (V C) The pantograph needs to follow the height of the tram line, or the railroad car will be derailed.
▶ 철도차량의 속도(V)가 파동전파속도(C)보다 클 경우(V>C) 전차선은 강체와 같은 성질을 갖게 되어 팬터그래프의 접촉력이 비정상적으로 커져 팬터그래프 또는 전차선에 큰 충격을 주게되고, 한쪽이 손상되거나 모두 손상된다.▶ When the speed (V) of a railroad car is greater than the wave propagation speed (C) (V> C), the tramline has the same properties as the rigid body, and the contact force of the pantograph becomes abnormally large, which greatly affects the pantograph or the tramline. It is damaged or both are damaged.
상기 철도차량의 소음은 차륜과 레일사이에서 발생하는 전동음으로 차체가 공기를 가를 때 내는 차체 공력음, 팬터그래프와 전차선사이에서 발생하는 집전계음, 시설구조물에서 발생하는 구조물음 등이 복합되어 발생하는데, 저속시에는 전동음이 큰 비중을 차지하고 고속에서는 차체공력음과 집전계음이 큰 비중을 차지하고 전동음 대책으로는 팬더그래프에 커버를 씌운다든가, 전차선의 장력을 높이는 등의 대책이 있고, 차체공력음의 대책으로서는 차체의 표면을 평활화 하고, 차체하부의 각종기기들을 커버로 감싸는 등의 대책도 있다. 구조물음을 줄이기 위해서는 합성수지로된 궤도패드를 삽입하는 등의 대책과 아울러 선로 연변에 방음벽을 설치하는 방법도 있다.The noise of the railway vehicle is a combination of electric noise generated between the wheels and the rails, the body aerodynamic sound generated when the body passes the air, the current collector sound generated between the pantograph and the tramline, and the structure sound generated from the facility structure. At low speeds, the electric sound takes up a large proportion, and at high speeds, the body aerodynamics and current collector sounds occupy a large proportion, and the countermeasures for the electric sound include covering the panda graph or increasing the tension of the vehicle lines. Other measures include smoothing the surface of the vehicle body and wrapping various devices under the vehicle body with a cover. In order to reduce the sound of the structure, there are measures such as inserting a track pad made of synthetic resin, and a method of installing a soundproof wall at the edge of the track.
상기 철도차량의 실(實)제동거리 산출은 다음과 같은 방법으로 된다.The actual braking distance of the railway vehicle is calculated in the following manner.
중량이 W(TON)이고 속도가 V(km/h)인 전동차의 실 제동거리를 산출하기 위해서 운동하고 있는 열차를 멈춘다. 이때, 외부에서 투입된 일과 열차가 가지고 있는 운동에너지가 서로 같다는 원리를 이용하여 실(實)제동거리 산출하면된다. 즉, 열차의 속도를 0으로 하기 위해 투입된 일은 열차의 감속력(F)에 실 제동이 시작된 이후에 열차가 진행한 거리, 즉 실제동거리(S2)를 곱하면 되고, 열차의 운동에너지는가 된다. 따라서,가 된다. 여기서, e는 부가관성중량으로 일반 열차에서는 6%정도가 된다. 감속력 F는 제동력 B(ton)와 열차저항WR(톤당열차저항R×중량W)의 합, 즉 B+WR이고, 제동력 B는 제륜자 P(ton)와 마찰계수 f의 곱, 즉 Pㆍf이다. 한편, 열차저항 R은 주행저항, 구배저항, 곡선저항을 합한 값이므로 죄종적으로 실제 제동거리는 다음과 같은 식으로 표현된다.Stop the train in motion to calculate the actual braking distance for trains with a weight of W (TON) and a speed of V (km / h). In this case, the actual braking distance may be calculated by using the principle that the work input from the outside and the kinetic energy of the train are the same. That is, the work inputted to zero the speed of the train is multiplied by the train's decelerating force (F) multiplied by the distance traveled by the train after actual braking is started, that is, the actual distance (S 2 ). Becomes therefore, Becomes Here, e is the additional inertia weight, which is about 6% in general trains. Deceleration force F is the sum of braking force B (ton) and train resistance WR (train resistance per ton R × weight W), that is, B + WR, and braking force B is the product of wheelsetter P (ton) and coefficient of friction f, ie P. f. On the other hand, since the train resistance R is the sum of running resistance, gradient resistance, and curve resistance, the actual braking distance is expressed as follows.
로 된다. It becomes
상기와 같이 이론적인 내용을 기초로하여 철도차량의 사행동방지, 탈선방지, 철도차량의 저항, 철도차량의 가속도, 소음방지, 실제동거리, 곡선통과능 등의 문제점을 극복하려하고 있다. 하지만, 철도차량의 고속화에 따라 상기 문제점들은 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다.On the basis of the theoretical content as described above, it is trying to overcome the problems such as prevention of meandering motion, derailment of railroad cars, resistance of railroad cars, acceleration of railroad cars, noise prevention, actual distance and curve passing capability. However, as the speed of railroad cars has increased, these problems have become more important.
이에 대한 종래의 실시예를 도 1a 및 도 1b에 도시하고 있다.A conventional embodiment thereof is shown in Figs. 1A and 1B.
도 1a는 종래 레일위를 이동하는 차륜의 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 종래의 차륜(10)은 레일(20)의 측면과 접촉되는 플랜지부(12)를 형성하고, 상기 플랜지부(12) 일측으로 원통형의 경사진 답면부(14)가 돌출형성되어 있다. 상기 답면부(14)는 상기 레일(20)의 상부면과 접촉된다. 곡선주행시 상기 차륜(10)은 상기 레일(20)의 측면과 상부면의 두점에서 접촉하면서 이동한다.1A is a perspective view of a wheel traveling on a conventional rail, and FIG. 1B is a sectional view according to FIG. 1A. As shown, the conventional wheel 10 forms a flange portion 12 in contact with the side of the rail 20, the cylindrical inclined step surface portion 14 protrudes toward one side of the flange portion 12 It is. The step surface portion 14 is in contact with the top surface of the rail 20. The wheel 10 moves while contacting at two points of the side surface and the upper surface of the rail 20 during the curved driving.
그러나, 이와 같은 종래의 상기 차륜(10)과 상기 레일(20)의 접촉 구조는 진동을 유발하여 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라, 곡선주행시 철도차량의 사행동이 발생하기 쉽고, 두점 접촉으로 인하여 속도가 저하되며, 마찰로 인한 차륜과 레일이 쉽게 마모되는 등의 단점이 있었다.However, such a conventional contact structure of the wheel 10 and the rail 20 not only causes vibration to lower the riding comfort, but also easily causes a rolling motion of the railway vehicle when driving in a curve, and the speed is increased due to the two-point contact. Deterioration, there was a disadvantage that the wheels and rails are easily worn due to friction.
따라서, 본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 차륜의 답면부에 연속한 홈부를 형성하여 상기 철도차량의 곡선 주행시 진동과 사행동을 방지하고, 이로 인하여 승차감을 향상하며, 소음을 줄이고자 함에 그 목적이 있다. 또한, 상기 차륜과 상기 레일 사이의 마찰을 적게하여 상기 차륜과 상기 레일의 마모를 줄이고, 안정성을 향상하고자 함에도 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to devise to solve the above-mentioned conventional defects, to form a continuous groove portion in the step surface portion of the wheel to prevent the vibration and the four-way driving during the curve running of the railway vehicle, thereby riding comfort The purpose is to improve the noise and to reduce the noise. In addition, the purpose is to reduce the friction between the wheel and the rail to reduce the wear of the wheel and the rail, to improve the stability.
도 1a는 종래 레일위를 이동하는 철도차량용 차륜의 사시도.Figure 1a is a perspective view of a wheel for a railway vehicle moving on a conventional rail.
도 1b는 도 1a에 따른 단면도.1b is a sectional view according to FIG. 1a;
도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 사시도.2 is a perspective view of a wheel for a railway vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 단면도.3 is a cross-sectional view of a wheel for a railway vehicle according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 답면부에 형성된 홈부의 요부확대 단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the groove formed in the step surface portion of the wheel for a railway vehicle according to the present invention.
도 5a는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 답면부에 형성된 홈부의 다른 실시예를 나타낸 사시도.Figure 5a is a perspective view showing another embodiment of the groove portion formed in the step surface portion of the wheel for a railway vehicle according to the present invention.
도 5b는 도 5a에 따른 단면도.5b a sectional view according to FIG. 5a.
도 6a는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 답면부에 형성된 홈부의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.Figure 6a is a perspective view showing another embodiment of the groove portion formed in the step surface portion of the wheel for a railway vehicle according to the present invention.
도 6b는 도 6a에 따른 단면도.6b a sectional view according to FIG. 6a;
도 7은 본 발명에 따른 철도차량의 차륜이 좌측으로 휘어진 레일위를 이동할때 상기 차륜과 상기 레일과의 관계를 설명하기 위한 단면구성도.Figure 7 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the wheel and the rail when the wheel of the railroad vehicle according to the present invention moves on the rail bent to the left.
도 8은 본 발명에 따른 철도차량의 차륜이 우측으로 휘어진 레일위를 이동할때 상기 차륜과 상기 레일과의 관계를 설명하기 위한 단면구성도.Figure 8 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the wheel and the rail when the wheel of the railroad vehicle according to the invention moves on the rail bent to the right.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings
100 : 차륜110 : 플랜지부100: wheel 110: flange portion
120 : 답면부130 : 홈부120: the face portion 130: groove portion
132 : 웨이브134 : 라운딩132wave 134 rounding
200 : 레일210 : 측부200: rail 210: side
220 : 상면220: upper surface
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량용 차륜은 차륜 및상기 차륜의 답면부를 따라 연속 형성된 홈부로 달성된다.The wheel for railway vehicles according to the present invention for achieving the above object is achieved by a wheel and a groove portion continuously formed along the step surface portion of the wheel.
한편, 상기 홈부는 상기 답면부의 원주면에 웨이브형상으로 형성하도록 함이 바람직하다.On the other hand, the groove portion is preferably formed to form a wave shape on the circumferential surface of the step surface portion.
또한, 상기 홈부는 상기 답면부의 원주면에 적어도 하나 이상 형성하도록 함이 바람직하다.In addition, it is preferable to form at least one groove in the circumferential surface of the step surface portion.
또한, 상기 홈부는 레일과의 마찰에 의해 발생되는 소음을 줄이기 위해 모서리 부분이 라운딩되도록 함이 바람직하다.In addition, the groove portion is preferably to round the corner portion to reduce the noise caused by friction with the rail.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 단면부에 형성된 홈부의 요부확대 단면도이다.2 is a perspective view of a wheel for a railway vehicle according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of a wheel for a railway vehicle according to the invention, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the groove formed in the cross-section of the wheel for a railway vehicle according to the invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 철도차량용 차륜은 차륜(100)의 플랜지부(110)부 일측으로 경사지게 돌출 형성된 답면부(120)에 연속한 홈부(130)를 형성하고 있다. 또한, 좌,우측 차륜(100) 모두 동일한 홈부(130)를 형성하고 있다.As illustrated, the wheels for railroad cars of the present invention form a continuous groove portion 130 in the step surface portion 120 protruded inclined toward one side of the flange portion 110 portion of the wheel 100. In addition, both the left and right wheels 100 form the same groove 130.
상기 플랜지부(100)는 상기 차륜(100)이 곡선 레일(200)을 이동할 때 상기 레일(200)의 측부(210)에 접촉되어 상기 레일(200)에서 이탈을 방지하는 역할을 한다.The flange portion 100 is in contact with the side portion 210 of the rail 200 when the wheel 100 moves the curved rail 200 to prevent the departure from the rail 200.
상기 답면부(120)는 상기 플랜지부(110)에서 1/20 정도의 테이퍼각(Φ)각도를 이루며, 원통형상으로 돌출형성되고, 곡선레일 혹은 직선레일을 이동할 때 상기 레일(200)의 상면(220)과 접촉된다. 한편, 테이퍼진 상기 답면부(120)의 역할은 상기 레일(200)위를 접촉하면서 구를 때 철도차량이 한쪽으로 치우칠 경우에 경사진 테이퍼로 인한 복원력이 작용하여 철도차량이 똑바로 주행할 수 있게 하고, 곡선레일을 통과할 때 외측차륜은 내측차륜보다 긴 거리로 주행하게 되는데 테이퍼진 답면부(120)에 의해 무리없이 진행할 수 있게 하며, 마모나 제작 정밀도에 의해 나타날 수 있는 좌우 차륜의 직경차이를 보안하여 차량이 무리없이 진행하게 한다. 또한, 상기 답면부(120)의 원주면에는 연속한 홈부(130)가 형성되어 있다.The answering surface portion 120 has a taper angle (Φ) angle of about 1/20 from the flange portion 110, protrudes in a cylindrical shape, and the upper surface of the rail 200 when moving the curved rail or straight rail Contact 220. On the other hand, the role of the tapered step surface portion 120 is the rolling force in contact with the rail 200 when the rolling vehicle is biased to one side when rolling, so that the resilient force due to the inclined taper acts so that the railway vehicle can run straight In addition, when passing through the curved rail, the outer wheels are driven at a longer distance than the inner wheels, and the tapered step surface portion 120 allows the vehicle to proceed without difficulty, and the diameter difference between the left and right wheels that may appear due to wear or fabrication precision. Secure the vehicle so that the vehicle proceeds without difficulty. In addition, a continuous groove portion 130 is formed on the circumferential surface of the step surface portion 120.
상기 홈부(130)는 상기 답면부(120)의 원주면에 연속한 웨이브형상(132)으로 형성되어 곡선 레일을 주행할 때 사행동을 방지하고, 진동발생을 억제하며, 안정된 승차감을 줄 수 있는 역할을 한다. 또한, 상기 홈부(130)는 상기 레일(200)과의 접촉에 의해 발생되는 소음을 줄이기 위해 모서리 부분이 라운딩(134)되어 있다.The groove 130 is formed in a continuous wave shape 132 on the circumferential surface of the step surface portion 120 to prevent the meandering movement when running the curved rail, to suppress the occurrence of vibration, to give a stable ride Play a role. In addition, the groove portion 130 has a rounded corner portion 134 to reduce noise generated by contact with the rail 200.
도 5a는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 답면부에 형성된 홈부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 5b는 도 5a에 따른 단면도이다.Figure 5a is a perspective view showing another embodiment of the groove portion formed in the step surface portion of the wheel for a railway vehicle according to the invention, Figure 5b is a cross-sectional view according to Figure 5a.
도시한 바와 같이, 상기 차륜(100)의 답면부(120)에는 두개의 연속한 홈부(130)가 형성되어 있다. 상기 홈부(130)는 웨이브 형상(132)으로 동일한 피치를 형성하고, 중심부에서 서로 교차 형성되며, 곡선레일 주행시 상기 레일(200)의 상면부(220)와 접촉되는 면적이 넓게 형성되어 있다. 이로 인하여, 상기 레일(200)과의 마찰이 줄어들고, 소음이 줄어들 뿐만 아니라, 사행동이 방지되며, 승차감이 향상된다.As shown in the drawing, two continuous grooves 130 are formed in the tread portion 120 of the wheel 100. The groove 130 has the same pitch as the wave shape 132, is formed to cross each other at the center, and the area that is in contact with the upper surface portion 220 of the rail 200 when running the curved rail is formed wide. As a result, friction with the rail 200 is reduced, noise is reduced, as well as the driving motion is prevented, and the riding comfort is improved.
도 6a는 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 답면부에 형성된 홈부의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 6b는 도 6a에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 차륜(100)의 답면부(120)에는 두개의 연속한 홈부(130)가 형성되어 있다. 상기 홈부(130)는 웨이브 형상(132)으로 동일한 피치를 형성하고, 소정간격 이격형성되어 있다. 곡선레일 주행시 상기 차륜의 답면부(120)에 소정간격 이격 형성된 홈부(130)는 상기 레일(200)의 상면부(220)에 집중적으로 접촉되어 마찰이 줄어들게 되고, 소음이 줄어들 뿐만 아니라, 사행동이 방지되며, 승차감이 향상된다.Figure 6a is a perspective view showing another embodiment of the groove portion formed in the step surface portion of the wheel for a railway vehicle according to the invention, Figure 6b is a cross-sectional view according to Figure 6a. As shown in the drawing, two continuous grooves 130 are formed in the tread portion 120 of the wheel 100. The groove 130 has the same pitch as the wave shape 132, and is formed a predetermined interval apart. When the curved rail is running, the groove 130 formed at predetermined intervals on the tread portion 120 of the wheel is concentrated in contact with the upper surface portion 220 of the rail 200, thereby reducing friction and reducing noise. This is prevented, and the riding comfort is improved.
이하, 상기 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 철도차량용 차륜의 사용 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the use of a wheel for a railway vehicle according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 철도차량의 차륜이 좌측으로 휘어진 레일위를 이동할때 상기 차륜과 상기 레일과의 관계를 설명하기 위한 단면구성도이고, 도 8은 본발명에 따른 철도차량의 차륜이 우측으로 휘어진 레일위를 이동할때 상기 차륜과 상기 레일과의 관계를 설명하기 위한 단면구성도이다.7 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the wheel and the rail when the wheel of the railroad vehicle according to the present invention moves on the rail bent to the left, Figure 8 is a right side of the wheel of the railroad vehicle according to the present invention It is a cross-sectional block diagram for demonstrating the relationship between the wheel and the said rail when moving on the curved rail.
도시한 바와 같이, 상기 차륜(100)이 좌측으로 휘어진 곡선 레일(200) 위를 통과할 때 좌측과 우측 차륜(100)은 상기 레일(100)의 상면에서 중심이동을 하게 된다. 좌측 차륜의 플랜지부(110) 측면은 상기 레일(200)의 측면(210)과 접촉하게되고, 상기 차륜의 답면부(120)는 상기 플랜지부(100)와 인접한 측에서 상기 레일(100)의 상면(220)과 접촉된다. 이때, 우측 차륜의 답면부(130)는 상기 레일(200) 상면(220)에서 외측으로 이동된다. 이렇게 상기 레일(200) 상면에서 중심이동하는 상기 답면부(130)는 상기 답면부(130)에 연속하게 형성된 상기 홈부(130)가 상기 레일(200) 상면(220)에 접촉하면서 구르기 때문에 마찰이 줄어들게 되고, 소음이 줄어들 뿐만 아니라, 사행동이 방지되며, 승차감이 향상된다.As shown, when the wheel 100 passes over the curved rail 200 bent to the left side, the left and right wheels 100 are centered on the upper surface of the rail 100. The side surface of the flange portion 110 of the left wheel is in contact with the side surface 210 of the rail 200, the stepped surface portion 120 of the wheel is adjacent to the flange portion 100 of the rail 100 In contact with the upper surface (220). At this time, the step surface portion 130 of the right wheel is moved outward from the upper surface 220 of the rail 200. Since the answering surface portion 130 which is moved in the center on the upper surface of the rail 200 has the friction because the groove portion 130 continuously formed on the answering surface portion 130 rolls while contacting the upper surface 220 of the rail 200. Not only is it reduced, noise is reduced, it prevents meandering and the ride is improved.
한편, 상기 차륜(100)이 우측으로 휘어진 곡선 레일(200)위를 주행할 때도 마찬가지 결과를 얻게 된다.On the other hand, the same result is obtained when the wheel 100 travels on the curved rail 200 bent to the right.
이와 같은 본 발명의 철도차량용 차륜은 답면부에 홈부를 형성하여 마찰감소로 인한 소음을 줄이고, 사행동을 방지할 수 있으며, 이로인하여 승차감을 향상할 수 있다.Such a wheel for railroad cars of the present invention can be formed in the groove portion to reduce the noise caused by friction reduction, to prevent the meandering movements, thereby improving the riding comfort.
한편, 본 발명의 기술요지 및 상기 실시예에 근거하여 다수의 변형된 실시예들을 당업자라면 용이하게 구현할 수 있음이 자명하므로, 언급하지 아니한 변형 실시예들에 대한 상세한 설명을 생략한다.Meanwhile, it will be apparent to those skilled in the art that many modified embodiments can be easily implemented based on the technical gist of the present invention and the above embodiments, and thus detailed descriptions of the modified embodiments that are not mentioned will be omitted.
이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 차륜은 차륜의 답면부에 연속한 홈부를 형성하여 상기 철도차량의 곡선 주행시 진동과 사행동을 방지하여 승차감을 향상하고, 소음을 줄이는 효과를 제공한다. 또한, 상기 차륜이 레일위를 이동할 때 안정성을 향상하고, 상기 차륜과 상기 레일 사이의 마찰을 적게하여 상기 차륜과 상기 레일의 마모를 줄이며, 철도차량의 속도를 향상하는 효과를 제공한다.As described above, the wheel for railway vehicles according to the present invention forms a continuous groove portion on the step surface portion of the wheel to prevent the vibration and the running during the curve running of the railway vehicle improves the ride comfort, and provides the effect of reducing noise . In addition, it improves the stability when the wheel moves on the rail, reduces the friction between the wheel and the rail to reduce the wear of the wheel and the rail, and provides the effect of improving the speed of the railway vehicle.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101413285B1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-08-06 | 한국철도기술연구원 | Roller Rig tester for snake motion |
| CN109094292A (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 中南大学 | A kind of wheel for the rail vehicle that damping is eliminated the noise |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519408U (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-23 | ||
| JPS55127203A (en) * | 1979-03-22 | 1980-10-01 | Chikayoshi Yatani | Railway wheel |
| US4230043A (en) * | 1978-03-24 | 1980-10-28 | Thomas Aldington | Railway car wheelset and rails therefore |
| US4431227A (en) * | 1982-03-24 | 1984-02-14 | Howell William B | Railway friction wheel |
| JPH02286402A (en) * | 1989-04-26 | 1990-11-26 | Hidehiko Manaka | Adhesiveness increasing device for railway vehicle wheel |
| JPH10305703A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Tomoe Denki Kogyo Kk | Railway running vehicle and wheel thereof |
| WO1999029520A1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Universiteit Twente | A body comprising a curved metal tread and a method for reducing noise emission |
| JP2001030897A (en) * | 1999-07-21 | 2001-02-06 | Railway Technical Res Inst | Wheel machining device for railway rolling stock and method thereof |
-
2001
- 2001-03-15 KR KR1020010013365A patent/KR20020073645A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519408U (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-23 | ||
| US4230043A (en) * | 1978-03-24 | 1980-10-28 | Thomas Aldington | Railway car wheelset and rails therefore |
| JPS55127203A (en) * | 1979-03-22 | 1980-10-01 | Chikayoshi Yatani | Railway wheel |
| US4431227A (en) * | 1982-03-24 | 1984-02-14 | Howell William B | Railway friction wheel |
| JPH02286402A (en) * | 1989-04-26 | 1990-11-26 | Hidehiko Manaka | Adhesiveness increasing device for railway vehicle wheel |
| JPH10305703A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Tomoe Denki Kogyo Kk | Railway running vehicle and wheel thereof |
| WO1999029520A1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Universiteit Twente | A body comprising a curved metal tread and a method for reducing noise emission |
| JP2001030897A (en) * | 1999-07-21 | 2001-02-06 | Railway Technical Res Inst | Wheel machining device for railway rolling stock and method thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101413285B1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-08-06 | 한국철도기술연구원 | Roller Rig tester for snake motion |
| CN109094292A (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-28 | 中南大学 | A kind of wheel for the rail vehicle that damping is eliminated the noise |
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