KR20060019232A - 철도차량의 연결 관절장치 - Google Patents

철도차량의 연결 관절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량간을 견인함과 동시에 곡선구간 통과 시 원활한 굴절뿐만 아니라, 연결 부위에서 오는 충격을 원활하게 완충시켜 줄 수 있는 철도차량의 연결 관절장치에 관한 것으로, 관통홀(42)을 갖는 ㄱ형 하우징(40)과, 관통홀(42)을 사이에 두고 좌우 양측에 연결홀(22),(23)이 형성된 고정아암부(24)를 갖는 결합부(20)와, 상기 ㄱ형 하우징(40)의 꺾임되는 위치에 형성된 관통홀(42)에 끼워져 고정되며, 사이에는 끼움홀(35)이 형성된 한쌍의 원추형 적층 고무부(30a),(30b)와, 원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 끼움홀(35)에 끼워져 고정되며 ㄱ형 하우징(40)과 결합부(24)의 고정아암부(24a),(24b)가 장볼트(38a) 및 너트(38b)에 의해 양측에서 끼워져 고정되도록 일측으로 돌출된 돌기끼움부(34) 및 원형의 밀침면(33)을 갖고 있으며, 중앙에는 홀(37)이 형성된 한쌍의 고정핀부(31)로 구성된 특징이 있다.
원추형 적층 고무부, 고정핀부.

Description

철도차량의 연결 관절장치{JOINT APPARATUS FOR CONNECTING RAIL CARS}
도 1 은 종래의 철도차량의 연결 관절장치를 나타내는 도면.
도 2 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 분해도를 나타내는 도면.
도 3 은 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 조립도를 나타내는 도면.
도 4 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 부분 절개도를 나타내는 도면.
도 5 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 작동상태를 나타내는 도면.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
22,23: 연결홀 24: 고정아암부
20: 결합부 30a,30b: 원추형 적층 고무부
31: 고정핀부 24a,24b: 고정아암부
33: 원형의 밀침면 34: 돌기끼움부
35: 끼움홀 37: 홀
38a: 장볼트 38b: 너트
40: ㄱ형 하우징 42: 관통홀
본 발명은 철도차량의 연결 관절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량간을 견인함과 동시에 곡선구간 통과 시 원활한 굴절뿐만 아니라, 연결부위에서 오는 충격을 원활하게 완충시켜 줄 수 있는 철도차량의 연결 관절장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량의 관절차량은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 아티큘레이티드 콘(artculated cone)을 사용하여 차량의 곡선을 통과 할 경우, 두 차량간 발생되는 회전운동에 대하여 아티큘레이티드 콘의 중앙 핀을 중심으로 회전하여 두차량이 원활하게 곡선을 통과 가능하도록 구성되어 있다.
이와 같은 관절차량의 연결방식은 연결부위가 전체적으로 커짐과 동시에 장치의 크기도 커져 비용이 상승되는 문제점을 안고 있는 실정이다.
상기 아티큘레이티드 콘은 중앙 핀이 상부측에서 관통되게 끼워져 고정시키고 있는 것으로 좌우측으로 굴곡 될시 아무런 간섭이 없이 굴절된다.
또한 상하 높낮이 차에 대한 굴곡의 차이는 중앙 핀의 원주면측으로 원형 겹 고무판이 형성되어 있어 이를 이용해 높낮이를 완충시키도록 구성시키고 있다.
이와 같이 구성된 종래의 관절차량 연결방식으로 아티큘레이티드 콘 방식은 연결부위가 크게 형성되므로 비용의 증가를 가져 올뿐만 아니라, 원형겹 고무판이 내부에 장착되어 있어 일상 점검시 외부에서 원형겹 고무판의 손상여부를 확인할 수 없는 유지보수상 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은 차량간을 견인함과 동시에 곡선구간 통과 시에 원활한 굴절뿐만 아니라, 연결부위에서 오는 충격을 원활하게 완충시켜 줄 수 있으며, 외부에서 원추형 적층고무부의 손상을 쉽게 식별할 수 있어 유지보수성을 향상시킨 철도차량의 연결 관절장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치는, 관통홀을 갖는 ㄱ형 하우징과, ㄱ형 하우징의 관통홀을 사이에 두고 좌우 양 측에 연결홀이 형성된 고정아암부를 갖는 결합부와, 상기 ㄱ형 하우징의 꺾임되는 위치에 형성된 관통홀에 끼워져 고정되며, 사이에는 끼움홀이 형성된 한쌍의 원추형 적층 고무부와, 원추형 적층 고무부의 끼움홀에 끼워져 고정되며 ㄱ형 하우징과 결합부의 고정아암부가 장볼트 및 너트에 의해 양측에서 끼워져 고정되도록 일측으로 돌출된 돌기끼움부 및 원형의 밀침면을 갖고 있으며, 중앙에는 홀이 형성된 한쌍의 고정핀부로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치를 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 구체적으로 설명한다.
도 2 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 분해도를 나타내는 도면이고, 도 3 은 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 조립도를 나타내는 도면이고, 도 4 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 부분 절개도를 나타내는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 철도차량의 연결 관절장치는, 도 2 에 도시된 전부측 또는 후부측에 위치된 차량에 장착되며, 직각지게 꺾여진 하부측은 대차상에 장착되도록 ㄱ형 하우징(40)이 형성된다.
상기 후부측에 위치된 차량에 장착되는 ㄱ형 하우징(40)은 꺾임된 양단부측이 고정되며, 꺾여진 부위에 원형의 관통홀(42)이 형성된다.
상기 ㄱ형 하우징(40)에 형성된 관통홀(42)에는 도 3 에 도시된 바와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b) 한쌍이 끼워져 고정된다.
원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 ㄱ형 하우징(40)에 끼워져 고정되며 원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 내주 중앙에는 끼움홀(35)이 천공되어 있다.
이와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b)가 ㄱ형 하우징(40)에 끼워지면, ㄱ형 하우징(40)과 연결되도록, 고정아암부(24a),(24b)가 양측으로 돌출되게 결합부(20)가 형성된다.
상기 결합부(20)는 ㄱ형 하우징(40)이 고정된 차량에 연이어지는 차량에 대향되게 고정된다.
ㄱ형 하우징(40)에 결합부(20)를 고정시키기 위해, 결합부(20)의 고정아암부(24a),(24b)에는 연결홀(22),(23)이 형성된다.
상기와 같이 형성된 고정아암부(24a),(24b)의 연결홀(22),(23) 위치와, ㄱ형 하우징(40)의 관통홀(42)에 끼워져 있는 원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 끼움홀(35)의 위치가 같은 선상에 오도록 고정된다.
고정아암부(24a),(24b)의 연결홀(22),(23) 및 원추형 적층 고무부 (30a),(30b)의 끼움홀(35)이 같은 선상에 위치되면, 고정핀부(31)를 양측에서 중앙측으로 관통시켜 고정되게 구성된다.
상기 고정핀부(31)는 일측부로 돌출되는 돌기끼움부(34)가 형성되어 있으며, 돌기끼움부(34)의 일면에는 원형의 밀침면(33)이 형성된다.
상기의 고정핀부(31)는 끼우기 쉽게 핀형상으로 형성시키는 것이 바람직하며, 그 중앙에 관통되는 홀(37)이 형성된다.
이와 같이 고정핀부(31)가 연결홀(22),(23) 및 끼움홀(35)에 끼워져 고정되면, 양단측의 원형의 밀침면(33)을 서로 밀치도록 장볼트(38a)를 끼워 너트(38b)를 체결시켜 조이면 ㄱ형 하우징(40) 및 결합부(20)는 서로 이탈되지 않고 결합된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 철도차량의 연결 관절장치의 작동관계를 아래와 같이 상세하게 설명한다.
본 발명은 전부측에 위치된 차량에 결합부(20)가 고정되고, 후부측에 위치되어 연이어지는 차량에 ㄱ형 하우징(40)이 결합된다.
또한, ㄱ형 하우징(40)의 하단쪽은 대차의 상부측에 고정되어 차량의 수평이 유지되게 고정된다.
ㄱ형 하우징(40)은 대차의 상부측에 고정됨에 의해, 차량의 수평상태를 맞춰줌과 동시에 곡선 구간을 주행할 시에 원활하게 꺾여짐과 동시에 견인력의 발생시 완충이 원활하게 이루어진다.
결합부(20) 및 ㄱ형 하우징(40)이 결합된 상태로 서로 이탈되지 않도록 양측에서 끼워진 상태로 고정되도록 장볼트(38a) 및 너트(38b)에 의해 고정시키고 있기 때문에 서로는 풀리지 않게 된다.
이와 같이 장볼트(38a) 및 너트(38b)에 의해 고정되도록 결합된 결합부(20) 및 ㄱ형 하우징(40)의 사이에는 차량간의 견인 시에 발생되는 충격 등을 방지시키기 위해 서로 완충될 수 있도록 원추형 적층 고무부(30a),(30b)가 끼워져 있다.
따라서, 전면측에 위치된 차량에 연결된 결합부(20)가 당겨지면, 결합부(20)의 연결홀(22),(23)에 끼워져 있는 고정아암부(24a),(24b)가 원주의 두께 두께방향으로 당겨지게 작용된다.
이와 같이 차량에 고정된 결합부(20)의 견인 시 발생되는 인장력에 의해 끼워져 있는 고정핀부(31)에 길이방향으로 당겨지면, 결합부(20)의 고정아암부(24a),(24b)에 형성된 연결홀(22),(23)에 끼워져 있는 원형의 고정핀부(33)가 동시에 두께 방향측으로 당겨진다.
상기 장볼트(38a)에 의해 원형의 고정핀부(33)를 안쪽으로 조여주고 있기 때문에 원형의 고정핀부(33)는 끼워진 길이 방향측으로 빠지지 않고 고정된다.
원형의 고정핀부(33)에 끼워져 체결되는 장볼트(38a)에 의해 결합부(20) 및 ㄱ형 하우징(40)을 고정 시킬시에 직경의 두께가 커지므로 견인 시 두께방향으로 가해지는 전단력이 증가된다.
장볼트(38a)는 원형의 고정핀부(33)의 길이방향 바깥측에서 빠지지 않도록 내측 중앙으로 밀치도록 체결 고정되어 있으나, 결합부(20)의 연결홀(22),(23) 및 ㄱ형 하우징(40)의 관통홀(42)에 끼워져 고정된 원형의 고정핀부(33)는 체결력을 높이기 위해 원형의 고정핀부(33)의 원형의 밀침면(33)을 결합부(20)의 고정아암부 (24a),(24b) 바깥측면에 볼트(39)로 고정시키고 있다.
원형의 고정핀부(33)의 홀(37) 중심축에 고정되어 있는 장볼트(38a)에서 발생되는 힘이 원형의 고정핀부(33)에 전달되면, 결합부(20)의 고정아암부(24a),(24b)의 사이에 위치되게 고정된 ㄱ형 하우징(40)의 관통홀(42) 내경에 끼워져 고정된 원추형 적층 고무부(30a),(30b)를 당기게 된다.
이때에 결합 부(20)의 양단에 형성된 고정아암부(24a),(24b)는 그사이에 ㄱ형 하우징(40)이 돌기 끼움부(34)의 원추형상에 의해 일정간격 띄워진 상태로 끼워지게 위치되어 있어 레일의 곡선에 따라 좌우측으로 뒤틀려도 고정아암부(24a),(24b) 및 ㄱ형 하우징(40)이 서로 부딪히지 않고 원추형 적층 고무부(30a),(30b)만이 변형되면서 완충된다.
상기 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 원형의 고정핀부(33)가 당겨지면, 힘이 가해지는 방향으로 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 눌리면서 완충된다.
이와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b)에 가해지는 인장력은 전부의 차량과 후부의 차량이 일직선지게 주행할 시에는 원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 두께방향으로만 완충되게 작용된다.
또한, 본 발명의 연결 관절장치의 구성에 의해 장착된 철도차량이 놓여져 있는 레일이 직선 구간일 경우에는 전부에 위치된 차량이 연이어지게 후부측에 위치된 차량을 당기지 않고 반대로 후진 시에 후부측으로 밀치게 되면, 상기의 방향과는 반대로 결합부(20)의 연결홀(22),(23)에 고정된 원형의 고정핀부(33)를 후부측으로 밀친다.
연결부(20)의 고정아암부(24a),(24b)의 연결홀(22)에 끼워져 고정된 원형의 고정핀부(33)가 후부측으로 밀쳐지면, 원형의 고정핀부(33)의 내경측에 형성된 홀(37)에 관통되게 끼워져 있는 장볼트(38a)도 동시에 뒤로 밀치면서 원형의 고정핀부(33)의 외경측에 끼워져 고정된 원추형 적층 고무부(30a),(30b)를 뒤로 밀치므로 원추형 적층 고무부(30a),(30b)도 뒤로 밀쳐지면서 완충된다.
원추형 적층 고무부(30a),(30b)가 밀쳐지면서 완충되면 가해진 힘은 일차적인 충격을 완충시키면 ㄱ형 하우징(40)에 전달시키면서 후부차량을 뒤로 밀친다.
이와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 두께방향으로 찌그러지면서 완충되기 때문에 완충력이 높은 효과가 있다.
또한, 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 사이사이에 원형의 보강층이 형성되어 있어 원추형 적층 고무부(30a),(30b)가 쉽게 파손되는 것을 방지한다.
원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 원형의 보강층은, 원형의 띠판으로 형성되어 있어 쉽게 끊어지거나 파손되지 않는 특징이 있다.
이와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 내경측의 두께방향으로 원형의 띠판을 일정간격을 두고 형성시키므로 완충시 가해지는 힘에 의해 변형을 적게줌과 동시에 이에 의한 파손을 방지할 수 있다. 즉, 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 고무로 형성시키고 있기 때문에 전체가 고무로만 형성될 시에 그 변형률이 클 뿐만 아니라 변형에 따라 찢어지거나 영구변형(Creep)이 크기 때문에 장기간 사용치 못하는 문제점이 있기 때문에 이를 방지하기 위해 원주방향으로 원형의 띠판을 심어놓게 되면 원형의 띠판이 도우넛형으로 감싸주면서 지지시켜 주기 때문에 형태의 변형을 방지할 수 있어 원형의 띠판을 형성시킨 원추형 적층 고무부(30a),(30b)를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 ㄱ형 하우징(40)과 결합부(30)의 결합을 원추형 적층 고무부(30a),(30b)로 완충되게 연결시키므로, 완충력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 좌우측이나 상하의 요동 등에 원활하게 대처할 수 있는 구조이다.
따라서, 본 발명의 연결관절장치에 의해 이를 창착한 차량이 곡선구간의 레일을 통과할 시에는 곡선구간의 바깥쪽은 ㄱ형 하우징(40)과 결합부(30)가 꺾이면서 원추형 적층 고무부(30b)에 끼워져 있는 고정핀부(31) 및 장볼트(38a)에 의해 수평형태로 꺾여져 느슨해지며, 반대로 안쪽의 원추형 적층 고무부(30a)는 반대로 레일의 곡선 때문에 각이 좁아져 좁아진 만큼 고정핀부(31)의 돌기끼움부(34)의 측으로 압축되면서 좁아진다.
레일의 곡선구간이 상기의 형태와는 반대로 바깥측으로 굽어 있을 시에는 레일의 곡률 반경이 작은 쪽 부분의 원추형 적층 고무부(30b)는 원중심측으로 좁아지면서 완충된다.
차량의 레일을 따라 차량이 상하로 요동칠 때에도 마찬가지고 원추형 적층 고무부(30a),(30b)에 의해 완충된다.
이와 같이 원추형 적층 고무부(30a),(30b)를 이용해 원형의 중심에서 외주의 방향으로 힘이 가해지면 완충되기 때문에 360도 방향의 어느 쪽 방향으로도 레일 곡선의 방향에 따라 힘이 가해지는 방향으로 변형에 의한 완충이 가능하다.
또한, ㄱ형 하우징(40)의 관통홀(42)에 끼워져 있는 원추형 적층 고무부 (30a),(30b)의 마모시에는 고정핀부(31)를 서로 밀치도록 체결되어 있는 장볼트(38a) 및 너트(38b)를 풀고, 고정핀부(31)를 결합부(20)의 고정아암부(24a),(24b)를 고정시키고 있는 볼트(39)를 분리한 후에 원추형 적층 고무부(30a),(30b)를 쉽게 교체할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 철도차량의 연결관절장치에 의해, 차량간을 견인함과 동시에 곡선구간 통과 시에 원활한 굴절뿐만 아니라, 연결부위에서 오는 충격을 원활하게 완충시켜 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 철도차량의 연결관절장치에 있어서,
    관통홀(42)을 갖는 ㄱ형 하우징(40)과,
    관통홀(42)을 사이에 두고 좌우 양 측에 연결홀(22),(23)이 형성된 고정아암부(24)를 갖는 결합부(20)와,
    ㄱ형 하우징(40)의 꺾임되는 위치에 형성된 관통홀(42)에 끼워져 고정되며, 사이에는 끼움홀(35)형성된 한쌍의 원추형 적층 고무부(30a),(30b)와,
    원추형 적층 고무부(30a),(30b)의 끼움홀(35)에 끼워져 고정되며 ㄱ형 하우징(40)과 결합부(24)의 고정아암부(24a),(24b)가 장볼트(38a) 및 너트(38b)에 의해 양측에서 끼워져 고정되도록 일측으로 돌출된 돌기끼움부(34) 및 원형의 밀침면(33)을 갖고 있으며, 중앙에는 홀(37)이 형성된 한쌍의 고정핀부(31)로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량의 연결 관절장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원추형 적층 고무부(30a),(30b)는 고무의 사이사이에 원추형 보강층이 일정간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 연결 관절장치.
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