KR20030030811A - 답면제동 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 답면제동 유니트에 관한 것으로, 압축공기를 구동원으로 하여 차륜에 접촉 제동하는 답면제동 유니트에 있어서, 압축공기를 구동원으로 하는 피스톤 스프링에 의해 원래 위치로 상승되도록 구성된 제동통; 상기 피스톤의 쐐기면에 경사면에 대응하여 요크의 요크 베어링이 접촉하여 푸시 슬리브와 조정너트 및 조정스크류를 일방향으로 자유 이동시켜 제동마찰에 기인한 제동슈의 마모량을 보정하여 차륜의 답면과 항시 일정 간격을 유지하도록 구성된 자동간격조정기구; 상기 자동간격조정기구의 조정스크류의 선단에 후부가 밀착되고 그 선단은 차륜에 접촉하여 제동력을 발생시키는 슈 조립체를 포함하고, 상기 자동간격조정기구는, 슈조립체의 제동슈의 마모에 기인한 제동슈 교환 시, 상기 조정스크류와 개별 나사결합된 리더너트 및 조정너트와, 가이드부시 및 스프링 슬리브와의 개별 맞물림 상태를 동시 해제하도록 차륜 방향으로 압압하여, 상기 슈조립체의 탄성복원력에 의해 슈조립체와 함께, 제동을 위해 차륜 방향으로 이동된 조정스크류가 리더너트 및 조정너트에 대하여 차륜 외방으로 복원 이동됨으로써, 차륜의 답면과 제동슈 사이에 제동슈의 교환을 위해 필요한 일정공간을 조성하기 위한 리셋팅수단을 포함하여, 제동슈의 교환을 위한 작업의 공정수가 줄어들고, 제동슈 교체작업의 편리성이 증가하도록 된 답면제동 유니트에 관한 것이다.

Description

답면 제동 유니트{TREAD BRAKE UNIT}

일반적으로, 답면제동 유니트는, 대한민국 공개실용신안공보 제2000-14730호에 개시된 바와 같이, 철도차량의 제동을 위한 제동장치로, 차륜의 답면에 제동슈가 압착되어 그 마찰력으로 차량에 제동을 거는 것이다.

도 1 내지 도3는 일반적인 답면제동장치의 전체구조를 서로 다른 방향에서 도시한 것으로, 이와같은 답면제동장치는, 하우징(11)상부의 실린더실(12)에 쐐기면(13)을 갖는 피스톤(14)이 설치되어 실린더 콘트롤 소켓(15)측의 공기인입구(16)로 공급된 압축공기에 의해 하강되고 피스톤 스프링(17)에 의해 다시 원래위치로 상승되도록 구성된 제동통(10)과, 상기 하우징(11)내부에 상기 피스톤(14)과 대략 직각방향으로 설치되며 상기 피스톤(14)이 하강하면 피스톤(14)의 쐐기면(13)에 요크(21)의 요크 베어링(22)이 접촉하여 푸시 슬리브(23)와 조정너트(24)및 조정스크류(25)를 일방향으로 밀어내도록 구성된 자동간격조정기(20)와, 상기 조정스크류(25)의 선단에 후부가 밀착되고 그 선단은 차륜에 접촉하여 제동력을 발생시키는 슈 조립체(30)로 이루어진다.

상기 제동통(10)에 있어서, 피스톤(14)의 쐐기면(13)은 다양한 각도로 형성시킨 것을 선택적으로 적용함으로써 광범위한 제동력을 얻을 수 있는데, 상용 제동력은 3.88kgf/㎠(≒380kPa=3.8bar)에서 1326.5kgf(≒13KN)부터 3571.4kgf(35KN)까지 변화시킬 수 있으므로 답면 제동력의 다양화를 도모할 수 있도록 한다.

도 4에서 부호 26, 26a는 각각 리어 베어링과 베어링 핀으로서, 쐐기면(13)을 사이에 두고 요크 베어링과 병렬배열되고, 27은 스프링 슬리브이며, 28, 29는 각각 콘트롤 소켓과 조정너트이고, 31, 32는 클러치 스프링, 로크 와셔이며, 33, 34는 압축링과 가이드부시(34)이고, 36은 리턴 스프링이다.

이와 같은 자동간격조정기(20)의 작동에서, 과도한 간격의 제동시 자동간격조정이 이루어지는데, 이는 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있으며, 이를 설명하면, 푸시 슬리브(23)가 정상적인 클리어런스(도 5b에 'A'로 표시됨, 제동 및 완해 작동 시의 클러치 맞물림을 해제하기 위한 통상의 간격에 해당)값과 같은 간격으로 이동하였을 때, 스프링 슬리브(27)의 플랜지(27a)는 콘트롤 소켓(28)에 의해 정지되며, 푸시 슬리브(23)의 계속적인 움직임에서, 스프링 슬리브(27)와 리더 너트(29)사이의 밀착상태는 풀리고 리더 너트(29)는 강제적으로 회전하게 된다. 이 회전은 슈 조립체(30)가 차륜에 접촉하고 제동력이 생성될 때까지 계속된다.

제동력이 얻어지는 때, 클러치 스프링(31)은 압축되고, 로크 와셔(32)와 압축링(33)과 리어 가이드부시(34)사이에서 조여진다. 로크 와셔(32)와 리더너트(29)사이의 스플라인 연결에 의해 리더 너트(29)는 더 이상 작동하지 않게 된다. 탄성과 마모에 의해 푸시 슬리브(23)의 계속적인 움직임에서 조정스프링(35)은 압축된다.

한편, 제동완해시에는 푸시 슬리브(23)는 탄성력과 일치하는 간격만큼 뒤로 움직이고, 이러한 움직임동안 로크 와셔(32)는 물려진 상태를 유지하며, 자동간격조정기(20)측에는 아무런 회전도 없다. 스프링 슬리브(27)는 콘트롤 소켓(28)에 대하여 본래의 위치로 'A'의 간격만큼 뒤로 움직인다.

여기서, 푸시 조정스크류(25)는 리더 너트(29)에 의해 정지하고 더 이상 뒤로 가지 못할 때, 그것은 계속되는 완해 움직임동안 조정너트(24)를 강제로 회전시킨다. 이를 위해 필요로 하는 힘은 리턴 스프링(36)에 의해 공급되어 정확한 간격으로 복귀시킨다.

그러나, 상기와 같은 답면제동 유니트의 제동슈는 마찰로 인해 마모되므로 이는 점검을 통해 제동슈의 교환 또는 제동슈와 차륜과의 간격을 재조정하여야 했으며, 또한, 제동슈의 교환은 별도의 공구를 사용하여 차륜과 제동슈가 부착된 슈조립체 사이의 공간을 확보한 후 제동슈의 교환이 이루어지는 작업의 비효율성이 내재되어 있었다.

다시 말해서, 제동슈의 교환 시, 차륜과 제동슈 붙이 슈조립체 사이에 일정 공간을 마련하여 제동슈의 탈교환이 용이하도록 하기 위해서는 상기한 조정스크류(25)를 별도의 체결기구를 이용하여 강제 회전시켜야 하는 바, 이때, 조정스크류를 회전시키기가 어려운 구조로 됨과 아울러, 조정스크류를 파지하여 회전시킬 수 있는 공간 상의 제약으로 인해, 제동슈의 탈교환이 그만큼 어려워진다는단점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 슈조립체가 이동되어 슈조립체와 차륜과의 간격이 제동슈의 교환을 위한 충분한 공간이 확보되도록 마모량에 따라 차륜 방향으로 이동된 슈조립체의 제동슈를 복원시키기 위한 리셋팅수단을 자동간격조정기에 구비시켜, 제동슈의 교환을 위한 작업의 공정수가 줄어들고, 작업의 편리성이 증가하도록 된 답면제동 유니트를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 답면제동 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 답면제동 유니트의 일측에 리셋팅수단이 설치되어 슈조립체의 일부 운동에 관여함으로써, 제동슈의 간격 재조정 및 교환작업에 편의성이 제공된 답면제동 유니트에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 답면제동 유니트가 개략적으로 도시된 사시도,

도 2는 도 1의 답면제동 유니트의 내부가 개략적으로 도시된 측면도,

도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도,

도 4는 도 3의 자동간격조절기의 작동상태도,

도 5는 도 3의 리셋팅수단의 작동상태도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 답면제동 유니트가 차륜과 함께 배치된 상태를 개략적으로 도시된 도면,

도 7은 도 6의 답면제동 유니트의 사시도,

도 8은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 과도 간격 발생시 자동간격조정기 작동을 도시한 상태 단면도,

도 9는 완해 작동 시 자동간격조정기 작동을 도시한 상태 단면도,

도 10은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도 9 및 도 10에 상응한 단면도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축공기를 구동원으로 하여 차륜에 접촉 제동하는 답면제동 유니트에 있어서,

하우징 상부의 실린더실에 쐐기면을 갖는 피스톤이 설치되어 실린더 콘트롤 소켓측의 공기인입구로 공급된 압축공기를 구동원으로 하는 피스톤 스프링에 의해 원래 위치로 상승되도록 구성된 제동통;

상기 하우징 내부에 상기 피스톤과 대략 직각방향으로 설치되어, 피스톤이 하강하면 피스톤의 쐐기면에 요크의 요크 베어링이 접촉하여 푸시 슬리브와 조정너트 및 조정스크류를 일방향으로 자유 이동시켜 제동마찰에 기인한 제동슈의 마모량을 보정하여 차륜의 답면과 항시 일정 간격을 유지하도록 구성된 자동간격조정기구;

상기 자동간격조정기구의 조정스크류의 선단에 후부가 밀착되고 그 선단은 차륜에 접촉하여 제동력을 발생시키는 슈 조립체를 포함하고,

상기 자동간격조정기구는,

슈조립체의 제동슈의 마모에 기인한 제동슈 교환 시, 상기 조정스크류와 개별 나사결합된 리더너트 및 조정너트와, 가이드부시 및 스프링 슬리브와의 개별 맞물림 상태를 동시 해제하도록 차륜 방향으로 압압하여, 상기 슈조립체의 탄성복원력에 의해 슈조립체와 함께, 제동을 위해 차륜 방향으로 이동된 조정스크류가 리더너트 및 조정너트에 대하여 차륜 외방으로 복원 이동됨으로써, 차륜의 답면과 제동슈 사이에 제동슈의 교환을 위해 필요한 일정공간을 조성하기 위한 리셋팅수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 답면제동 유니트는 하우징 일측부에 장착되는 콘트롤 소켓와, 소정의 움직임으로 자동간격 조절기구의 이동을 유도하여 슈조립체와 차륜 간의 소정 공간이 확보되도록 상기 콘트롤 소켓로부터 돌출되어 설치되는 리셋부재가 구성요소인 리셋팅수단을 포함함이 바람직하다.

상기 리셋팅수단은 리셋부재의 일측선단에 장착되는 리셋샤프트, 이 리셋샤프트의 움직임으로 이동되는 리셋플렌저, 리셋플렌저와 베어링을 통해 접촉되어 동일 이동을 갖으면서 선단이 선택적으로 접촉되어 자동간격 조절기구의 조정너트의 움직임을 유도하는 리셋링, 리셋링의 초기 위치를 확보하도록 굴곡된 외주부와 자동간격 조절기구 사이에 장착되는 리셋스프링을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 답면제동 유니트를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 답면제동 유니트가 차륜과 함께 배치된 상태를 개략적으로 도시된 도면이고, 도 7은 도 6의 답면제동 유니트의 사시도이며, 도 8은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 과도 간격 발생시 자동간격조정기 작동을 도시한 상태 단면도이며, 도 9는 완해 작동 시 자동간격조정기 작동을 도시한 상태 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도 8 및 도 9에 상응한 단면도이다.

도면 중에서 알 수 있는 바와 같이, 답면제동 유니트(100)는 하우징(11) 상부의 실린더실(12)에 쐐기면(13)을 갖는 피스톤(14)이 설치되어 공기인입구(25)를 통해 공급된 압축공기에 의해 하강되고 피스톤 스프링(26)에 의해 다시 원래 위치로 상승되도록 구성된 제동통(10)과, 상기 하우징(11)내부에 상기 피스톤(14)과 대략 직각방향으로 설치되어 상기 피스톤(14)의 하강으로 푸시슬리브(23)와 리더너트(24) 및 조정스크류(25)가 일방향으로 이동되도록 구성된 자동간격조절기(20) 및, 상기 조정스크류(25)의 선단에 후부가 장착되고 그 선단은 차륜의 답면에 밀착되어 제동력을 발생시키는 슈 조립체(40)가 포함되어 이루어진다.

또한, 리더너트(24)와 연동되어 조정스크류(25)가 이동될 수 있도록 하우징(11)의 후위에 콘트롤 소켓(51)과 일정한 각도만큼 회동 가능한 리셋부재(53)가 포함된 반자동 리셋팅수단(50)이 장착된다.

이하 본 발명에 따른 답면제동 유니트의 작동을 설명한다.

먼저, 도 8을 참조하면 브레이크의 이완상태에서 압축공기가 실린더실(12)에 충기되어 피스톤(14)이 하강하게 되고, 이 때 발생되는 힘은 동력분배장치(33)에 의해 푸시슬리브(23)와 푸시조정스크류(25)가 이동하게 되며, 결과적으로 슈조립체(30)가 초기 설정된 적용 스트로크 "A(Application stroke)"만큼 차륜의 답면 측으로 이동되어 차량에 제동이 시작된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 계속적으로 압축공기가 유입되면 푸시슬리브(23)와 조정스크류(25)의 움직임이 지속되고, 가이드 부시(38)의 부동(不動)이 잠김워셔(35)를 통해 리더너트(24)의 회전방지를 간섭하게 된다. 이로 인해 조정스크류(25)는 회전 없이 이동되어 슈조립체(30)가 차륜과 접촉시 발생되는 탄성변형 스트로크 "E(Elastic deformation stroke)"가 보상되면서 제동력은 최대가 된다.

이 때, 조정스크류(25)의 스트로크는 A+E가 된다.

또한, 브레이크의 잦은 작동에 의한 마모나 기타 원인으로 인한 과대 간격 "Z"가 발생되면, 상기 조정스크류(25)는 슈조립체(30)가 차륜과 접촉되어 제동력이 발생될 때까지 상기 조정너트(29)와의 회전은 계속되는데, 이때 조정스크류(25)의 이동 스트로크는 "A+E+Z"가 된다.

한편, 제동 완해시에는 실린더실(12)의 공기가 완해되면 조정슬리브(36)가 조정링(39)과 밀착되도록 후방으로 이동되고, 리더너트(24)와 가이드 부시(38)의 접촉이 회피되면, 조정조정스크류(25)의 회전하고자 하는 힘에 의해 리더너트(24)도 회전하게 된다.

이로써, 조정스크류(25)가 유니트(100)의 후방으로 이동되어 과대간격 "Z"가 보상되고, 상기 "Z"가 충분히 보상되면 상기 리더너트(24)와 가이드 부시(38)는 밀착되어 더 이상의 회전이 방지되고, 슈조립체(30)와 차륜 간의 간격은 초기설정 간격인 "A"간격을 유지하게 된다.

한편, 도 9를 참조하여 제동슈의 교환에 대해 서술하자면, 슈조립체(30)의 제동슈의 교환은 반자동 리셋팅수단(50)의 리셋부재(53)가 회동되면서 발생되는 힘이 리셋샤프트(52)를 통해 리셋 플런저(54)와 리셋링(56)이 이동되면서 상기 리셋링(56)의 선단과 접촉된 조정너트(29) 역시 이동된다.

상기 리셋부재(53)가 원위치되면 리셋플런저(54)와 리셋링(56)은 리셋링(56)의 굴곡된 외주부와 자동간격 조절기구 사이에 장착된 리셋스프링(55)에 의해 원상 복귀되고, 동시에 슈조립체(30) 역시 원위치된다.

상기 조정너트(29)와 조정슬리브(36), 가이드 부시(38)와 리더너트(24) 간의 접촉이 회피되면서 조정너트(24)와 조정너트(29)가 회전 가능하게 되면, 슈조립체(30)의 토션스프링(38)에 의해 조정스크류(25)가 회전되면서 유니트(100)의 후미로 이동되고, 이 후퇴로 몸체(32)를 제외한 슈홀더(34), 슈홀더링크(36) 등이 포함된 슈조립체(30) 역시 후미로 이동되어 차륜과 제동슈 간에 소정의 간격이 확보된 후 제동슈의 교환이 이루어지게 된다.

한편, 상기 리셋팅수단(50)은, 상기 스프링 슬리브(27)의 플랜지(27a)의 외방 이동을 규제하는 콘트롤 소켓(51)과, 상기 콘트롤 소켓(51)에 회전가능하게 지지된 캠형 리셋부재(52)와, 상기 캠형 리셋부재(52)와 니들 베어링(57)을 통해 접촉되어 동일 이동을 가지면서 선단이 선택적으로 접촉되어 자동간격 조절기구(20)의 조정너트(29)의 움직임을 유도하는 리셋링(56)으로 이루어져, 상기한 작동이 스크류와 너트의 원리로 작동하여 제동슈와 차륜 답면 간의 간격을 자동으로 일정하게 유지시키도록, 제동슈의 교환 시, 리셋링(56)을 차륜 방향으로 밀어내어, 조정스크류의 복원 이동을 조장하도록 구성하여도 좋다(도 10 참조).

또한, 상기의 커버(51)와 자동간격 조절기구(20) 간의 결합은 나사결합 방식으로 될 수 있으나, 도 10에 도시된 바와 같이, 소정 강성 이상의 스냅-링(59)을이용한 계합으로 일체화될 수 있도록 해도 좋다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

슈조립체가 리셋부재의 작동으로 움직임을 가지도록 리셋팅수단이 자동간격 조절기구의 후위에 설치되어, 제동슈를 교환하기 위한 작업의 공간 확보가 용이하여 작업의 효율성이 증가하고, 별도의 공구 없이 작업이 이루어질 수 있으므로 제동슈의 교체작업시간이 단축되면서 작업공수가 축소되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축공기를 구동원으로 하여 차륜에 접촉 제동하는 답면제동 유니트에 있어서,

   하우징 상부의 실린더실에 쐐기면을 갖는 피스톤이 설치되어 실린더측의 공기인입구로 공급된 압축공기를 구동원으로 하는 피스톤 스프링에 의해 원래 위치로 상승되도록 구성된 제동통;

   상기 하우징 내부에 상기 피스톤과 대략 직각방향으로 설치되어, 피스톤이 하강하면 피스톤의 쐐기면에 요크의 요크 베어링이 접촉하여 푸시 슬리브와 조정너트 및 조정스크류를 일방향으로 자유 이동시켜 제동마찰에 기인한 제동슈의 마모량을 보정하여 차륜의 답면과 항시 일정 간격을 유지하도록 구성된 자동간격조정기구;

   상기 자동간격조정기구의 조정스크류의 선단에 후부가 밀착되고 그 선단은 차륜에 접촉하여 제동력을 발생시키는 슈 조립체를 포함하고,

   상기 자동간격조정기구는,

   슈조립체의 제동슈의 마모에 기인한 제동슈 교환 시, 상기 조정스크류와 개별 나사결합된 리더너트 및 조정너트와, 가이드부시 및 스프링 슬리브와의 개별 맞물림 상태를 동시 해제하도록 차륜 방향으로 압압하여, 상기 슈조립체의 탄성복원력에 의해 슈조립체와 함께, 제동을 위해 차륜 방향으로 이동된 조정스크류가 리더너트 및 조정너트에 대하여 차륜 외방으로 복원 이동됨으로써, 차륜의 답면과 제동슈 사이에 제동슈의 교환을 위해 필요한 일정공간을 조성하기 위한 리셋팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 답면제동 유니트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리셋팅수단은,

   상기 스프링 슬리브의 플랜지의 일방향 이동을 규제하는 콘트롤 소켓과,

   상기 콘트롤 소켓에 회전가능하게 지지된 캠기구와,

   상기 캠기구와 베어링을 통해 접촉되어 동일 이동을 가지면서 선단이 선택적으로 접촉되어 자동간격 조절기구의 조정너트의 움직임을 유도하는 리셋링을 포함하는 것을 특징으로 하는 답면제동 유니트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 리셋팅수단은,

   상기 캠기구의 일측선단에 장착되는 리셋샤프트와, 상기 리셋샤프트의 움직임으로 이동되는 리셋플렌저와, 상기 리셋플렌저와 베어링을 통해 접촉되어 동일 이동을 가지면서 선단이 선택적으로 접촉되어 자동간격 조절기구의 조정너트의 움직임을 유도하는 리셋링과, 상기 리셋링의 초기 위치를 확보하도록 굴곡된 외주부와 자동간격 조절기구 사이에 장착되는 리셋스프링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 답면제동 유니트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 캠기구는 체결기구와 결합하기 위한 헤드로서 작용하는 볼트 또는 너트 붙이 캠기구인 것을 특징으로 하는 답면제동 유니트.