KR20050070299A

KR20050070299A - 철도차량의 바닥골조구조

Info

Publication number: KR20050070299A
Application number: KR1020030099644A
Authority: KR
Inventors: 구병춘
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2005-07-07

Abstract

본 발명은 철도차량의 바닥골조구조에 관한 것으로, 상기의 본 발명은 다수의 베이스플레이트를 용접 연결하여 형성되는 철도차량의 바닥골조구조에 있어서, 상기 좌측 베이스플레이트와 우측 베이스플레이트의 상측용접부와 하측용접부를 사선으로 엇갈리게 형성한 것을 특징하되 상기 좌측 베이스플레이트는 상측으로 용접이 가능하도록 상부단턱부를 형성하고 하측으로는 일정각도 경사지게 형성된 프레임의 하단에 하측용접면을 형성하며 우측 베이스플레이트는 상기 좌측 베이스플레이트의 상부단턱부에 면접하여 용접고정되도록 상측용접면을 돌출형성하고 상기 상측용접면에서 좌측 베이스플레이트와 동일각도 기울어지도록 형성된 프레임의 하단에 상기 하측용접면이 면접하여 용접 고정되도록 하부단턱부를 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조구조를 제공하고 상기 우측베이스 플레이트의 상측용접면과 하부단턱부의 내측에 개방구를 형성한 것을 특징으로 하며 상기 좌측 베이스플레이트와 우측 베이스플레이트의 프레임의 접합면을 수직되게 접합되도록 형성하고 접합면의 두께를 좌, 우 베이스플레이트의 두께보다 얇게 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

철도차량의 바닥골조구조{A ROBUST STRUCTURE FOR UNDERFRAMES OF RAILWAY CAR BODIES}

본 발명은 철도차량의 바닥골조구조에 관한 것으로, 특히 알루미늄 압출부재로 형성된 철도차량의 바닥골조의 결합을 용이하게 하고 용접부위를 수직선상이 아닌 엇갈리게 하여 용접부위의 거리를 떨어지게 하므로써 철도차량의 바닥 골조의 열변형을 방지하고 용접부위가 하중의 취약하지 않도록 하여 내구성을 향상시킨 철도차량의 바닥골조 구조에 관한 것이다.

일반적으로 대형수송수단으로 사용되고 있는 도시철도는 점차적으로 사용인원이 많아짐에 따라 그 중요성이 확충되고 있으며, 여러 대도시에 건설 또는 운행되고 있다.

이에, 종래 도시철도로 운영되어 오던 철도차량은 일반 강제를 사용한 차체로 된 차량을 20여년 이상에 걸쳐 사용되어 왔으나, 높은 차체하중 및 경량화가 어렵고 부식에 아주 약한 단점 등으로 인해 점차 사용이 줄어들고 있는 추세에 있으며 스테인레스강의 경우에는 일반 강제에 비해 고강도 재질로서 골조의 박판화에 따른 경량화율이 우수하여, 현재 국내에서 사용되는 중량전철의 차체재질로서 많이 적용되고 있다.

하지만, 상기와 같은 스테인레스 스틸강이 적용된 차량구조체는 종래 일반강제차체의 문제점은 어느정도 해결하였다 할 수 있지만, 강재(스테인레스강 등)로서 차체를 형성함에 따라 차량중량이 증가되며, 이에따라 동력비용 및 선로보수비용이 과다하게 소요되는 문제점이 아직도 상존하는 것이며, 특히 하중을 전담하는 골조 및 외부/실내의 구분하는 역활을 하는 외피로 구성되는 구조(SSD(SHEET-STRINGER DESIGN)구조)로서 각 부재를 용접 등의 접합수단을 통해 적층방식으로 결합하여 구조체를 형성함에 따라 그 제작과정이 상당히 복잡하여 많은 인력을 투입해야 하므로 그만큼 공수와 제작비용이 과다하게 상승하게 되는 문제점을 갖는 것이었다.

이에, 선출원된 특허 10-383563호로서 알류미늄 압출부재로서 형성되는 차량구조체 및 그 제작방법을 제안한 바 있는데, 이러한 선출원 발명에 있어, 언더프레임(100)은 도 1에서와 같이 제 1,2 베이스플레이트를 길이방향으로 용접형성한 베이스플레이트부(110)와, 전장품과 제동품 및 기타 기기를 부착하기 위한 센터씰 플레이트가 베이스플레이트부(110)에 추가형성되는 한조의 센터씰부(120)와, 대차장착을 위한 수단인 차체 볼스타가 형성되는 한조의 볼스터부(130)로 이루어지는 것인데, 이러한, 바닥골조의 단면은 도 2에 도시된 바와같이 트러스 구조로 형성되어 있다.

이러한 바닥골조 구조는 수평방향으로 각 부재를 결합하기 위해서 각 베이스 플레이트(111,112,113)의 연결부위로 암수 치합구조의 치합구(114)를 돌출 형성하여, 각 암, 수 치합구(115)를 상호 치합한 상태에서 짓선 길이방향으로 용접을 하도록 형성되어 있다.

그러나 상기와 같은 철도차량의 바닥골조구조는 제1베이스플레이트(111)를 제2베이스플레이트(112)에 끼워 맞춰야 하므로 작업이 어렵고 위, 아래 용접부가 수직선상으로 위치하여 용접에 의한 결합, 용접열에 의한 금속재질의 열변형등이 용접부위에 집중되어 강성이 급격히 변화하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 특히 알루미늄 압출부재로 형성된 철도차량의 바닥골조의 결합을 용이하게 하고 용접부위를 수직선상이 아닌 엇갈리게 하여 용접부위의 거리를 떨어지게 하므로써 철도차량의 바닥 골조의 열변형을 방지하고 용접부위가 하중의 취약하지 않도록 한 철도차량의 바닥골조 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다수의 베이스플레이트를 용접 연결하여 형성되는 철도차량의 바닥골조구조에 있어서, 상기 좌측 베이스플레이트와 우측 베이스플레이트의 상측용접부와 하측용접부를 사선으로 엇갈리게 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조구조를 제공한다.

또한 상기 좌측 베이스플레이트는 상측으로 용접이 가능하도록 상부단턱부를 형성하고 하측으로는 일정각도 경사지게 형성된 프레임의 하단에 하측용접면을 형성하며 우측 베이스플레이트는 상기 좌측 베이스플레이트의 상부단턱부에 면접하여 용접고정되도록 상측용접면을 돌출형성하고 상기 상측용접면에서 좌측 베이스플레이트와 동일각도 기울어지도록 형성된 프레임의 하단에 상기 하측용접면이 면접하여 용접 고정되도록 하부단턱부를 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조구조를 제공하고 상기 우측베이스 플레이트의 상측용접면과 하부단턱부의 내측에 개방구를 형성한 것을 특징으로 하며 상기 좌측 베이스플레이트와 우측 베이스플레이트의 프레임의 접합면을 수직되게 접합되도록 형성하고 접합면의 두께를 좌, 우 베이스플레이트의 두께보다 얇게 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조 구조를 제공한다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 전체 구성도이고, 도 4은 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 결합부를 나타낸 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 결합부를 다른 실시예를 나타낸 확대 단면도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 철도차량의 바닥골조 구조는 다수의 베이스플레이트(10)를 용접 연결하여 형성되는 철도차량의 바닥골조구조에 있어서, 상기 좌측 베이스플레이트(11)와 우측 베이스플레이트(12)의 상측용접부(20)와 하측용접부(30)를 사선으로 엇갈리게 형성한다.

이러한 상기 상측용접부(20)와 하측용접부(30)을 사선으로 엇갈리게 형성하되 상기 좌측 베이스플레이트(11)는 상측으로 용접이 가능하도록 상부단턱부(13)를 형성하고 하측으로는 일정각도 경사지게 형성된 프레임(14)의 하단에 하측용접면(15)을 형성하며 우측 베이스플레이트(12)는 상기 좌측 베이스플레이트(11)의 상부단턱부(13)에 면접하여 용접고정되도록 상측용접면(16)을 돌출형성하고 상기 상측용접면(16)에서 좌측 베이스플레이트(11)와 동일각도 기울어지도록 형성된 프레임(14)의 하단에 상기 하측용접면(15)이 면접하여 용접 고정되도록 하부단턱부(17)를 형성하되 상기 프레임(14)이 접하는 단부면은 다른 좌, 우 베이스플레이트(11, 12)의 다른 면보다 얇게 형성하여 용접부의 강성이 급격증가하지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 우측베이스 플레이트(12)의 상측용접면(16)과 하부단턱부(17)의 내측에 개방구(18)를 형성하여 단명의 길이방향으로 구조의 강성이 큰 변화가 없어 응력의 집중이 유발되지 않아 내구성이 증대된다.

한편 상기 좌측 베이스플레이트(11)와 우측 베이스플레이트(12)의 프레임(14)의 접합면(19)을 수직되게 접합되도록 형성하고 접합면의 두께를 좌, 우 베이스플레이트(11,12)의 두께보다 얇게 형성하도 구조의 강성에 큰 변화가 없으며 좌측 베이스플레이트(11)에 우측 베이스플레이트(12)를 올려놓는 구조로 형성되어 있어서 기계장비를 통하여 쉽게작업을 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 용접작업시 우측 베이스플레이트(12)에 좌측 베이스플레이트(11)가 올려지는 구조로 형성되어 기계장비를 이용하여 작업의 용이성을 증대시키며 상측용접부(20)와 하측용접부(30)을 사선으로 엇갈리게 형성하여 용접부위가 동일직선상에 위치하지 않게하여 용접작업에 의한 재질의 열변형을 방지하여 용접부위에 취약부가 집중되지 않아 철도차량의 바닥의 내구성의 증대된다.

이상에서와 본 고안은 철도차량의 바닥골조구조의 상, 하측 용접부가 수직선상에서 엇갈리게 형성되어 있어 용접작업에 의한 열변형을 방지하고 용접부위가 취약되지 않아 내구성이 향상되며 한쪽의 베이스플레이트에 다른 쪽의 베이스플레이트를 얹도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 종래 철도차량의 바닥골조구조의 구성도 및 형성부재를 나타낸 설명도,

도 2는 종래 철도차량의 바닥골조구조의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 전체 구성도,

도 4은 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 결합부를 나타낸 확대 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 철도차량의 바닥골조구조의 결합부를 다른 실시예를 나타낸 확대 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 베이스플레이트 11 : 죄측 베이스플레이트

12 : 우측 베이스플레이트 13 : 상부단턱부

14 : 프레임 15 : 하측 용접면

16 : 상측 용접면 17 : 하부 단턱부

18 : 개방구 19 : 접합면

20 : 상측용접부 30 : 하측용접부

Claims

다수의 베이스플레이트(10)를 용접 연결하여 형성되는 철도차량의 바닥골조구조에 있어서,

상기 좌측 베이스플레이트(11)와 우측 베이스플레이트(12)의 상측용접부(20)와 하측용접부(30)를 사선으로 엇갈리게 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조구조.
청구항 1에 있어서, 상기 좌측 베이스플레이트(11)는 상측으로 용접이 가능하도록 상부단턱부(13)를 형성하고 하측으로는 일정각도 경사지게 형성된 프레임(14)의 하단에 하측용접면(15)을 형성하며 우측 베이스플레이트(12)는 상기 좌측 베이스플레이트(11)의 상부단턱부(13)에 면접하여 용접고정되도록 상측용접면(16)을 돌출형성하고 상기 상측용접면(16)에서 좌측 베이스플레이트(11)와 동일각도 기울어지도록 형성된 프레임(14)의 하단에 상기 하측용접면(15)이 면접하여 용접 고정되도록 하부단턱부(17)를 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 우측베이스 플레이트(12)의 상측용접면(16)과 하부단턱부(17)의 내측에 개방구(18)를 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조 구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 좌측 베이스플레이트(11)와 우측 베이스플레이트(12)의 프레임(14)의 접합면(19)을 수직되게 접합되도록 형성하고 접합면의 두께를 좌, 우 베이스플레이트(11,12)의 두께보다 얇게 형성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 바닥골조 구조.