KR200419159Y1 - 차륜 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 차륜 조립체에 관한 것으로서, 차축이 결합되는 허브와, 상기 허브의 둘레를 따라 이격 배치되어 레일과 접촉하며 회전하는 림과, 상기 허브와 림을 연결하는 리브를 갖는 차륜과; 상기 리브의 적어도 일 영역에 밀착되는 방진패드를 가지며, 상기 리브에 결합되어 상기 림과 상기 허브 사이의 진동을 저감하는 진동저감디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 철도 레일 주행시 발생하는 진동 및 소음을 저감하고, 차륜의 수명을 연장할 수 있다.

Description

차륜 조립체{WHEEL ASSEMBLY}

도 1은 본 고안에 따른 차륜 조립체의 일측 종단면도,

도 2는 도 1의 진동저감디스크의 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 차륜 조립체의 설치 상태도,

도 4는 다른 실시예에 따른 진동저감디스크의 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 차륜조립체 5 : 차축

10 : 차륜 11 : 허브

13 : 림 15 : 리브

17 : 관통공 20,20' : 진동저감디스크

21 : 디스크본체 23,27 : 연통공

25 : 방진패드 31 : 너트

33 : 스프링와셔 35 : 체결볼트

본 고안은, 차륜 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차륜과 철도 레 일간에 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 차륜 조립체에 관한 것이다.

철도 차량에 사용되는 바퀴는 철로 만든 차륜이라는 것을 사용하는데 이 차륜은 철도차량이 움직일 때 레일과 차륜의 마찰에 의해 움직이게 된다.

그런데 곡선 구간에서 철도차량이 움직일 때는 차륜이 레일과 접촉되고 미끄러지는 것을 반복하게 되는데, 이 때 차륜의 중간 부분이 진동을 하면서 심한 소음이 발생하게 된다. 이것은 속도와도 밀접한 연관 관계가 있어서 소음을 감소시키기 위해서는 일부 구간에서는 열차의 속도를 낮추는 등 인위적으로 소음을 줄이려는 노력을 하고 있으나, 이러한 방법으로는 차륜의 중간부분의 진동을 근본적으로 없앨 수는 없기 때문에 곡선구간에서는 별 다른 방법이 없는 것으로 판단하여 현재 방치된 상태로 계속 운행이 되고 있는 실정이다.

현재 운행되고 있는 철도차량은 차륜과 레일이 특별한 소음방지 대책 없이 철로 된 레일과 철로 된 차륜이 서로 마찰이 되면서 운행하므로, 직선 구간에서는 차륜과 레일이 서로 일정한 부분이 서로 접촉함에 따라 별도의 진동을 수반하지 않기 때문에 이상한 소음이 발생하지 않지만, 곡선 구간에서는 차륜과 레일이 서로 미끄러지는 현상이 발생하므로 차륜의 중간 부분이 진동을 받아 진동되면서 소음이 발생하게 된다. 이 때, 레일도 일정한 진동을 받지만 레일은 차륜에 비해 엄청나게 길이가 길기 때문에 진동이 자연적으로 소멸이 되고, 결국 차륜의 중간부분의 진동이 레일 안과 밖으로 전달되어 소음이 발생하게 된다.

따라서, 철도 차량이 곡선구간 운행 시 레일과 차륜이 접촉하면서 발생하는 소음이 심해 철도 차량 내에서는 사람과의 대화가 불가능할 정도이며, 역구내에서 는 대기하던 승객들은 심한 소음으로 인해서 놀랄 정도로 소음이 심하게 발생하여, 철도차량의 이용자들이 심한 소음으로부터 벗어나지 못하여, 쾌적하게 철도차량을 이용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 차륜의 중간부분에 빈번하게 진동이 발생하여 차륜에 피로강도가 증대되어, 차륜이 쉽게 손상되어 수명이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 철도 레일 주행시 발생하는 진동 및 소음을 저감하고, 차륜의 수명을 연장할 수 있는 차륜 조립체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 차륜 조립체에 있어서, 차축이 결합되는 허브와, 상기 허브의 둘레를 따라 이격 배치되어 레일과 접촉하며 회전하는 림과, 상기 허브와 림을 연결하는 리브를 갖는 차륜과; 상기 리브의 적어도 일 영역에 밀착되는 방진패드를 가지며, 상기 리브에 결합되어 상기 림과 상기 허브 사이의 진동을 저감하는 진동저감디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 조립체를 제공한다.

여기서, 상기 진동저감디스크는, 디스크본체와; 상기 디스크본체의 일측면에 마련되어, 상기 리브의 적어도 일 영역에 밀착하며 상기 림과 상기 허브 사이에 전달되는 진동을 저감하는 방진패드를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 방진패드는 고무, 플라스틱, 스폰지 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 리브에는 소정의 관통공이 형성되고, 상기 디스크본체와 상기 방진패드에는 상기 관통공과 연통하는 연통공이 각각 형성되며, 상기 관통공과 상기 연통공에 결합되어 상기 진동저감디스크를 상기 리브에 결합하는 체결볼트와, 상기 체결볼트의 풀림을 방지하는 너트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 진동저감디스크는 적어도 이등분으로 분할 형성됨으로써, 착탈이 용이하고 정비가 용이하여 유지 보수가 편리하게 된다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 고안에 따른 차륜 조립체가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 차륜 조립체(1)는 레일(미도시)과 접촉하며 회전하는 차륜(10)과, 차륜(10)에 결합되어 레일과 차륜(10) 사이에 전달되는 진동을 저감하는 진동저감디스크(20)를 가진다.

차륜(10)은 차축(5)이 결합되는 허브(11)와, 허브(11)의 둘레를 따라 이격 배치되어 레일과 접촉하며 회전하는 림(13)과, 허브(11)와 림(13)을 연결하는 리브(15)를 가진다.

허브(11)는 링형상을 가지며, 내주에 차축(5)이 결합된다.

림(13)은 원형단면의 링형상을 가지며, 허브(11)의 축선에 대해 동심을 이루며 허브(11)의 둘레를 따라 이격 배치되어 있다. 림(13)의 일측에는 레일의 헤드 측부와 밀착하는 그루브(13a)가 형성되어 있다.

허브(11)의 외주와 림(13)의 내주 사이에는 허브(11)와 림(13)을 상호 연결하는 리브(15)가 마련되어 있다. 리브(15)에는 후술할 진동저감디스크(20)를 체결 하기 위한 체결볼트(35)가 관통 결합되는 복수의 관통공(17)이 형성되어 있다. 리브(15)의 관통공(17)은 차륜(10)에 발생하는 응력을 감소시키는 역할도 한다.

한편, 본 고안에 따른 차륜 조립체(1)는 차륜(10)의 리브(15)에 결합되어 림(13)과 허브(11) 사이의 진동을 저감하는 진동저감디스크(20)를 가진다. 본 실시예에서는 한 쌍의 진동저감디스크(20)가 마련되며, 한 쌍의 진동저감디스크(20)는 차륜(10)의 리브(15)를 사이에 두고 대향 배치된다.

진동저감디스크(20)는 디스크본체(21)와, 디스크본체(21)의 일측면에 마련되어 림(13)과 허브(11) 사이의 진동을 저감하는 방진패드(25)를 가진다.

본 실시예에서의 디스크본체(21)와 방진패드(25)는 중공의 원반형상을 가지며, 디스크본체(21)와 방진패드(25)에는 차륜(10)의 관통공(17)과 연통하는 연통공(23,27)이 각각 형성되어 있다.

디스크본체(21)는 철판으로 이루어지며, 일측 진동저감디스크(20)의 디스크본체(21)의 연통공(23) 둘레에는 진동저감디스크(20)를 리브(15)에 결합하는 체결볼트(35)의 풀림을 방지하는 너트(31)가 스폿 용접되어 있으며, 타측 진동저감디스크(20)의 디스크본체(21)의 연통공(23)에는 체결볼트(35)가 스폿 용접되어 있다.

방진패드(25)는 고무, 플라스틱, 스폰지 중 어느 하나로 이루어진다.

이하에서는 진동저감디스크의 제조 및 진동저감디스크를 차륜에 조립하는 과정에 대해 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 철판을 이용하여 차륜(10)의 리브(15)를 덮을 수 있도록 원형으로 절단을 한 후, 프레스를 이용하여 원반형과 같이 원주면을 안쪽으로 말려 들어가게 성형을 한다.

다음, 성형된 디스크본체(21)에 체결볼트(35)가 관통 결합하는 연통공(23)을 형성한다. 그리고, 본 고안에서의 한 쌍의 진동저감디스크(20)는 리브(15)를 사이에 두고 대향 배치되므로, 일측 디스크본체(21)의 연통공(23)에는 관통공(17)에 대응하도록 체결볼트(35)를 용접하고, 타측 디스크본체(21)의 연통공(23)에는 체결볼트(35)에 대응하여 너트(31)를 용접한다.

그리고, 이렇게 작업한 디스크본체(21)를 고무성형기를 이용하여 내부에 방진패드(25)로서 고무를 성형시키는데 그 작업 방법은 원재료 고무를 18∼23℃ 에서 24시간 숙성시킨 후, 디스크본체(21)에 맞도록 일정한 크기로 재단을 하고, 이 재단한 원자재 고무를 고무성형 금형에 넣은 후 프레스를 이용하여 상하 금형을 170℃ 정도로 유지한 상태에서 약 120초 정도의 시간으로 170kgf/㎠ 의 압력으로 성형을 하여 제품을 생산한 후, 필요 없는 부분을 칼로 제거하면 디스크본체(21) 내부에 방진패드(25)인 고무가 성형 완료된다.

이렇게 성형된 진동저감디스크(20)를 리브(15)의 관통공(17)에 체결할 때 버팀목 역할을 하는 조립용 파이프(37)를 넣은 후, 체결볼트(35)가 용접되어 있는 디스크본체(21)가 차량 중심쪽으로 향하게 하고 너트(31)가 용접되어 있는 디스크본체(21)를 차량 바깥쪽으로 오도록 하여, 너트(31)로 체결하면서 풀림방지용 록타이트를 도포한 후 완전히 체결하고, 이완표시 마크를 하면 진동저감디스크(20)의 장착이 완료된다.

이와 같이, 본 고안에 따르면, 차륜(10)의 리브(15)에 림(13)과 허브(11) 사 이의 진동을 저감하는 진동저감디스크(20)를 결합함으로써, 철도 레일 주행시 발생하는 진동 및 소음을 저감하고, 차륜(10)의 수명을 연장할 수 있게 된다.

한편, 도 4에는 진동저감디스크의 다른 실시예가 도시되어 있다. 진동저감디스크(20')는 전술한 실시예와는 달리, 이등분으로 분할 형성되어 있다. 여기서, 진동저감디스크(20')는 이등분 이외에 다등분으로 분할 형성될 수도 있다.

이에, 차륜(10)에 진동저감디스크(20')를 더욱 용이하게 착탈할 수 있을 뿐만 아니라 용이하게 정비할 수 있고, 편리하게 유지 보수할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예들에서는, 한 쌍의 진동저감디스크가 차륜의 리브를 사이에 두고 착탈되는 것으로 설명하고 있지만, 차륜의 리브 일측에만 단일의 진동저감디스크를 착탈할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 철도 레일 주행시 발생하는 진동 및 소음을 저감하고, 차륜의 수명을 연장할 수 있는 차륜 조립체가 제공된다.

Claims (5)

1. 차륜 조립체에 있어서,

   차축이 결합되는 허브와, 상기 허브의 둘레를 따라 이격 배치되어 레일과 접촉하며 회전하는 림과, 상기 허브와 림을 연결하는 리브를 갖는 차륜과;

   상기 리브의 적어도 일 영역에 밀착되는 방진패드를 가지며, 상기 리브에 결합되어 상기 림과 상기 허브 사이의 진동을 저감하는 진동저감디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동저감디스크는,

   디스크본체와;

   상기 디스크본체의 일측면에 마련되어, 상기 리브의 적어도 일 영역에 밀착하며 상기 림과 상기 허브 사이에 전달되는 진동을 저감하는 방진패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 조립체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 방진패드는 고무, 플라스틱, 스폰지 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 차륜 조립체.
4. 제2항에 있어서,

   상기 리브에는 소정의 관통공이 형성되고, 상기 디스크본체와 상기 방진패드에는 상기 관통공과 연통하는 연통공이 각각 형성되며, 상기 관통공과 상기 연통공에 결합되어 상기 진동저감디스크를 상기 리브에 결합하는 체결볼트와, 상기 체결볼트의 풀림을 방지하는 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 조립체.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 진동저감디스크는 적어도 이등분으로 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 조립체.

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