KR20100100158A - 철도차량용 하부조립모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량용 하부조립모듈에 관한 것으로서, 소정의 폭을 갖도록 나란하게 배열되어 철도차량의 하부에 고정 설치되는 한 쌍의 지지프레임, 상기 지지프레임과 직각방향으로 나란하게 배치 고정되어 한 쌍의 상기 지지프레임을 서로 연결하는 복수의 연결프레임, 및 복수의 상기 연결프레임을 서로 연결하는 하나 이상의 보조지지프레임을 포함하는 지지체; 상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되며 압축공기를 생산하는 공기압축기; 상기 보조지지프레임의 하측에 고정 설치되고, 내부에 상기 압축공기가 충진되는 공기통; 상기 압축공기가 전달될 수 있도록 상기 공기압축기 및 상기 공기통을 연결하고, 제동자를 차륜에 밀착시키는 제동실린더와 연결되는 제동관; 및 상기 압축공기를 선택적으로 상기 제동실린더에 공급하여 상기 차륜에 대한 제동력을 발생시키며, 상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되는 제동제어부;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 철도차량의 하부에 각각 별도로 설치되며 해당 배관 작업도 각각 별도로 이루어지는 공기제동장치의 구성요소들 및 팬터그래프 제어부를 철도차량의 하부에 용이하게 장착할 수 있는 하나의 모듈로 구성함으로써, 해당 구성요소들을 철도차량의 하부에 설치하는데 필요한 노동력 및 시간을 절감할 수 있다.

철도차량, 하부조립모듈, 공기제동장치

Description

철도차량용 하부조립모듈 {Lower assembly module for railway vehicle}

본 발명은 철도차량 하부조립모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 하부에 구비되는 공기제동장치의 구성요소들 및 팬터그래프 제어부를 적은 노동력으로 철도차량의 하부에 용이하고 신속하게 설치할 수 있는 철도차량 하부조립모듈에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량을 제동하기 위한 제동장치로서 압축공기를 이용한 철도차량용 공기제동장치가 적용되고 있다. 이러한 철도차량용 공기제동장치는 제어 밸브의 작동에 따라 각 차량 간에 연결된 제동관을 통하여 압력신호를 전달하는 구조를 이용하는 방식이다.

구체적으로 설명하면, 철도차량용 공기제동장치는 공기압축기, 공기통, 제동관, 제어부, 제동실린더, 링크기구 및 제동자를 포함하여 이루어진다. 여기서, 기관차에 탑재된 공기압축기와 각 차량에 구비된 공기통은 제동관으로 연결되는데, 상기 공기압축기에 의해 발생된 압축공기로 인해 제동관 및 공기통 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 구비된다.

한편, 상기 제동관 내부의 압력은 기관사에 의해 조작되는 제동밸브에 의해 변화되는데, 제어부는 이러한 제동관 내부의 압력변화에 따라 선택적으로 공기통의 압축공기를 제동실린더로 이동시키고, 이에 따라 제동실린더가 링크기구를 작동시키게 되며, 링크기구는 제동자를 차륜에 밀착시킴으로써 목적한 제동력을 얻을 수 있다.

이와 같은 철도차량용 공기제동장치가 구비된 철도차량의 제동시에는, 우선 기관사가 제동밸브를 선행적으로 작동시켜 제동관 내부의 압력을 하강시키면, 제동관의 압력변화신호를 전달받은 제어부는 공기통의 압축공기가 제동실린더로 이동되도록 하여 제동실린더와 연결된 링크기구를 작동시킨다. 이에 링크기구는 제동자를 차륜에 밀착시킴으로써 제동이 이루어진다.

이와 반대로, 제동력의 해제시에는 기관사가 제동밸브를 제어함으로써 압축공기를 제동관과 공기통으로 보내 하강된 압력을 상승 복원시키면, 제어밸브의 작동으로 제동실린더에서 작용하던 공기가 외부로 방출되고, 링크기구에 연결된 스프링의 탄성복원력에 의해 차륜에 밀착되었던 제동자가 원위치로 복귀됨으로써 제동력이 해제된다.

상술한 바와 같은 철도차량용 공기제동장치를 이루는 구성요소들 중 공기압축기, 공기통 및 제어밸브는 철도차량의 하부에 산재한 상태로 각각 별도로 조립될 뿐만 아니라, 제동관을 포함한 일체의 배관 작업도 각각의 구성요소에 대해 개별적으로 이루어진다.

한편, 전기 철도차량에서 전선으로부터 전기를 공급받을 수 있도록 지붕에 설치되는 팬터그래프(pantagraph)도 상기 공기압축기에서 발생된 압축공기에 의해 제어되는데, 이러한 팬터그래프를 제어하는 팬터그래프 제어부의 조립 작업 및 이와 관련한 배관 작업도 철도차량 하부의 소정의 위치에 별도로 이루어진다.

이와 같이, 전술된 압축공기와 관련하여 철도차량의 하부에 산재한 상태로 위치되는 다양한 구성요소들에 대한 조립 작업 및 배관 작업이 작업자에 의해 각각 별도로 이루어지므로, 그 조립 및 배관 작업에 많은 시간과 노동력이 소요되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 철도차량의 하부에 구비되는 공기제동장치의 구성요소들 및 팬터그래프 제어부를 철도차량의 하부에 용이하게 장착될 수 있도록 하나의 모듈로 구성된 철도차량용 하부조립모듈을 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 철도차량용 하부조립모듈은, 소정의 폭을 갖도록 나란하게 배열되어 철도차량의 하부에 고정 설치되는 한 쌍의 지지프레임, 상기 지지프레임과 직각방향으로 나란하게 배치 고정되어 한 쌍의 상기 지지프레임을 서로 연결하는 복수의 연결프레임, 및 복수의 상기 연결프레임을 서로 연결하는 하나 이상의 보조지지프레임을 포함하는 지지체; 상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되며 압축공기를 생산하는 공기압축기; 상기 보조지지프레임의 하측에 고정 설치되고, 내부에 상기 압축공기가 충진되는 공기통; 상기 압축공기가 전달될 수 있도록 상기 공기압축기 및 상기 공기통을 연결하고, 제동자를 차륜에 밀착시키는 제동실린더와 연결되는 제동관; 및 상기 압축공기를 선택적으로 상기 제동실린더에 공급하여 상기 차륜에 대한 제동력을 발생시키며, 상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되는 제동제어부;를 포함한다.

상기 제동관은, 상기 제동실린더와 연결되는 연결구가 한 쌍의 상기 지지프레임의 외측 방향을 향하도록 구비될 수 있다.

한 쌍의 상기 지지프레임은, 상기 철도차량의 진행방향에 대해 직각방향으로 설치되고, 상기 제동제어부는, 상기 지지프레임의 끝단에 연결된 연결프레임에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 지지프레임은, 그 단면이 직사각형 또는 사다리꼴로 이루어지고, '┗┛'의 단면 형상을 갖는 복수의 고정브래킷에 의해 상기 철도차량의 하부에 고정 설치될 수 있다.

상기 지지체는, 상기 지지프레임의 외측면에 연결되고, 상기 공기통, 상기 공기압축기 및 상기 압축공기를 건조시키는 공기건조기를 지지하는 복수의 보조프레임;을 더 포함하되, 상기 공기통 및 상기 공기압축기의 일단부가 상기 보조프레임에 설치되어 상기 지지프레임의 측면 외측으로 돌출되도록 구비될 수 있다.

이러한 본 발명의 철도차량용 하부조립모듈에 의하면, 철도차량의 공기제동장치의 구성요소들과 팬터그래프 제어부가 하나의 지지체에 설치되고, 상기 지지체는 고정브래킷에 의해 철도차량의 하부에 용이하게 장착됨으로써, 공기제동장치의 구성요소들 및 팬터그래프 제어부의 철도차량의 하부에 대한 조립 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있다.

그리고, 공기제동장치의 구성요소들과 팬터그래프 제어부에 대한 배관 작업도 상기 구성요소들이 지지체에 장착된 상태로 일률적으로 수행될 수 있다. 특히, 그 배관 작업에 있어서, 철도차량 하부에 설치된 다른 부품들과 연결되는 연결부분의 설치방향을 지지프레임의 외측 방향 측부로 통일함으로써 철도차량용 하부조립 모듈을 철도차량의 하부에 설치할 때, 그 배관 연결 작업도 간소화할 수 있다.

이에 따라, 철도차량 생산에 있어서, 공기제동장치의 구성요소들과 팬터그래프 제어부에 대한 배관 작업 및 조립 작업에 소요되는 노동력 및 시간을 절감할 수 있으므로, 시간당 생산량을 증가시킬 수 있고, 생산 단가를 낮출 수 있다.

뿐만 아니라, 공기제동장치의 구성요소들 중에서 잦은 조작 또는 유지보수가 필요한 제동제어부, 공기압축기를 철도차량용 하부조립모듈의 외측부에 위치시킴으로써, 작업자가 해당 구성요소에 용이하게 접근할 수 있고, 그 조작 및 유지보수 작업을 간편하게 수행할 수 있다.

또한, 내부에서 생성되는 액체의 배출이 필요한 공기통 등을 지지프레임의 외측 방향에 돌출 위치시키고 돌출된 부분에 하측으로 배출구가 구비됨으로써, 작업자가 이러한 배출구를 통해 공기통 내부의 액체를 용이하게 배출시킬 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 철도차량용 하부조립모듈은, 철도차량의 공기제동장치의 구성요소들, 팬터그래프 제어부 및 이와 관련된 배관들이 철도차량의 하부에 장착될 수 있도록 일체로 형성된 것이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따 른 철도차량용 하부조립모듈의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈은, 지지체(100), 공기압축기(200), 공기통(30), 제동관(400) 및 제동제어부(500)를 포함한다.

상기 지지체(100)는 철도차량의 공기제동장치의 구성요소들인 공기압축기(200), 공기통(30), 제동관(400) 및 제동제어부(500)가 설치되는 곳으로서, 이 구성요소들을 철도차량의 하부에 설치하는 매개체 역할을 한다.

이를 위해 상기 지지체(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지프레임(110), 복수의 연결프레임(120), 복수의 보조지지프레임(130), 및 복수의 보조프레임(140)을 포함하여 이루어진다.

한 쌍의 지지프레임(110)은 소정의 폭을 갖도록 서로 나란하게 배열되고, 그 단면이 사다리꼴로 이루어진 프레임 형상으로 구비된다. 한 쌍의 지지프레임(110)은 추후 그 양 끝단이 '┗┛'의 단면 형상을 갖는 네 개의 고정브래킷(B)에 의해 철도차량의 하부에 고정된다. 이때, 상기 지지프레임(110)의 하면(사다리꼴의 밑변에 해당)이 고정브래킷(B)에 넓게 접촉되면서 그 하중이 고정브래킷(B) 전체에 고루 분산된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지프레임(110)의 단면은 사다리꼴로 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 직사각형이나 정사각형으로 구비될 수도 있다. 또한, 상기 고정브래킷(B)의 형상 및 구비 개수도 본 발명의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

그리고, 상기 지지프레임(110)은 철도차량의 하부에 구비되는 다른 장치들과 간섭을 일으키지 않도록 공간적으로 다른 장치를 회피할 수 있는 소정의 요홈부(111)가 하측으로 구비될 수도 있다. 그러나, 이러한 요홈부(111)는 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.

상기 복수의 연결프레임(120)은 지지프레임(110)의 직각방향으로 나란하게 배치된 상태로 그 양단부가 한 쌍의 지지프레임(110)에 각각 고정되어 한 쌍의 지지프레임(110)을 서로 연결한다.

그리고, 상기 보조지지프레임(130)은 연결프레임(120)의 직각방향, 즉 지지프레임(110)과 나란하게 배치된 상태로 그 양단부가 복수의 연결프레임(120) 중 인근한 한 쌍의 연결프레임(120)에 각각 고정된다. 이러한 보조지지프레임(130)은 지지프레임(110)과 연결프레임(120)의 결합 내구성을 향상시키고, 공기제동장치의 구성요소들이 고정 설치될 수 있는 장소를 제공한다.

상기 보조지지프레임(130)은 설치되는 구성요소들의 위치 및 형상에 따라 자유롭게 위치 고정될 수 있고, 연결프레임(120)과의 연결관계도 반드시 직각방향으로 한정되는 것은 아니다.

상기 보조프레임(140)은 지지프레임(110)의 측면에 연결되는데, 연결프레임(120)이 연결되지 않은 지지프레임(110)의 외측면에 연결되는 형태로 추가적으로 구비되는 프레임이다.

상기 보조프레임(140)은 작업자에 의한 잦은 조작 또는 유지보수가 필요하거나 내부의 액체 배출 작업이 필요한 공기통(300) 및 공기압축기(200)의 일단부가 철도차량용 하부조립모듈의 외측 방향으로 돌출될 수 있도록 공기통(300) 및 공기 압축기(200)의 일단부를 지지하는 역할을 하며, 이에 추가적으로 철도차량용 공기제동장치 등에 관련된 밸브 또는 공기압축기(200)에서 생성되는 압축공기를 건조시키는 공기건조기(210) 등의 기타 구성요소가 장착되는 장소를 제공한다.

상술한 바와 같은 지지체(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지프레임(110)이 철도차량의 진행방향(화살표로 표시됨)에 대해 직각을 이루도록 철도차량의 하면에 장착될 수 있는데, 그 장착 방향이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 공기압축기(200)는 철도차량의 차륜에 대한 제동력 발생을 위한 동력원인 압축공기를 생산한다. 상기 공기압축기(200)는 그 일단은 지지프레임(110)의 끝단에 연결된 연결프레임(120)의 하면에 고정 설치되고, 타단은 연결프레임(120)의 측면 외측 방향으로 형성된 보조프레임(140)의 하면에 고정 설치된다.

따라서, 상기 공기압축기(200)에서 작업자의 잦은 조작 또는 유지 보수가 필요한 부분은 철도차량용 하부조립모듈의 외측(도 1에 도시된 화살표가 철도차량의 진행방향이므로, 철도차량의 하부 측면이 된다)에 구비됨으로써, 작업자의 접근이 용이하다.

상기 공기통(300)은 공기압축기(200)에 의해 생산된 압축공기가 내부에 충진되어 소정의 일정한 압력을 유지하도록 구비된다. 상기 공기통(300)에는 내부의 액체를 배출하기 위한 배출구(310)가 하측에 구비되는데, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공기통(300)의 일단은 보조지지프레임(130)의 하면에 고정 설치되고, 배출구(310)가 구비된 타단은 보조프레임(140)의 하면에 고정 설치된다.

즉, 상기 공기통(300)은 배출구(310)가 구비된 타단이 지지프레임(110)의 외 측 방향으로 돌출 구비되므로, 작업자가 용이하게 접근하여 배출구(310)를 개방함으로써 공기통(300) 내부의 액체를 배출시킬 수 있다.

상기 제동관(400)은 공기압축기(200)에서 생산된 압축공기가 공기통(300) 및 제동자를 차륜에 밀착시키는 제동실린더(미도시)에 전달될 수 있도록, 일종의 관 형태로 구비되며, 제동실린더에 연결되는 제동실린더관(미도시), 공기압축기(200) 및 공기통(300)에 연결된다.

여기서, 상기 제동관(400)에는 제동실린더관과 연결될 수 있도록 연결구(410)가 구비되는데, 이러한 연결구(410)는 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지프레임(110)의 측부에 외측 방향으로 형성된다.

이처럼 상기 연결구(410)가 철도차량용 하부조립모듈의 외측 방향으로 형성되므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈을 철도차량의 하부에 장착할 때, 연결구(410)를 제동실린더관과 연결시키는 배관 연결 작업이 용이하다.

상기 제동제어부(500)는 공기통(300) 내부에 충진된 압축공기를 제동관(400)을 통해 선택적으로 제동실린더에 공급함으로써, 제동실린더의 작동에 따라 구동되는 링크기구에 의해 제동자가 차륜에 밀착되도록 한다. 이렇게 제동자가 차륜에 밀착됨으로써 발생하는 제동력으로 차량이 감속 및 정지될 수 있다.

상기 제동제어부(500)는 작업자의 잦은 조작 또는 유지 보수가 필요한데, 이 제동제어부(500)는 공기압축기(200)가 설치된 지지프레임(110)의 일단부의 반대편에 위치한 타단부에 연결되는 연결프레임(120)의 하면에 고정 설치됨으로써, 철도 차량용 하부조립모듈의 외측부(철도차량의 하단 측부)에 위치되므로 작업자의 접근이 용이하게 구비된다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 한 쌍의 지지프레임(110)이 철도차량의 진행방향과 직각을 이루도록 철도차량용 하부조립모듈이 설치될 때, 제동제어부(500)는 작업자가 철도차량의 측부를 통해 용이하게 접근할 수 있는 위치에 구비되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 지지체(100)에 설치되는 공기압축기(200), 공기통(300), 제동관(400) 및 제동제어부(500)는 철도차량용 공기제어장치를 이루는 주요한 구성요소들이다.

한편, 첨부된 도면에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈에는, 철도차량에 구비된 팬터그래프의 높이를 조절하는 조절부로 공기통(300)에 충진된 압축공기를 공급할 수 있도록, 공기통(300)과 연통되며 조절부와 연결되는 연통구를 갖는 제어관, 및 공기통(300)의 압축공기가 제어관을 통해 선택적으로 조절부에 공급되도록 하여 팬터그래프의 높이를 조절하는 팬터그래프 제어부가 더 구비될 수 있다.

여기서 상기 팬터그래프 제어부는 보조지지프레임(130) 또는 연결프레임(120)의 하측에 고정 설치되고, 제어관은 지지프레임(110)의 외측 방향으로 설치됨으로써, 제어관과 조절부를 연결시키는 배관 연결 작업이 용이하게 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지체(100)에는 철도차량용 공 기제동장치의 구성요소들과 팬터그래프 제어부만 장착되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 철도차량의 하부에 장착되는 다양한 밸브 등의 구성요소를 지지체(100)에 고정 설치함으로써, 철도차량의 하부에 구비되는 더 많은 구성요소들이 철도차량용 하부조립모듈에 일체화될 수 있다.

상술한 바와 같은 철도차량용 하부조립모듈에 의하면, 개방된 넓은 공간에서 지지체(100)에 각 구성요소들 및 배관을 설치한 후, 철도차량에 조립할 때에는 고정브래킷(B)을 이용하여 철도차량용 하부조립모듈을 철도차량의 하부에 한 번에 장착하고, 공통의 공간 및 방향으로 위치된 배관 연결 부분에 대한 연결 작업을 간단히 완료함으로써, 신속하고 용이하게 조립 작업을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈의 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈의 지지체를 도시한 평면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈의 평면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 하부조립모듈의 도 2에 도시된 A에서 바라본 측면도이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 지지체 110 : 지지프레임

111 : 요홈부 120 : 연결프레임

130 : 보조지지프레임 140 : 보조프레임

200 : 공기압축기 210 : 공기건조기

300 : 공기통 310 : 배출구

400 : 제동관 410 : 연결구

500 : 제동제어부 B : 고정브래킷

Claims (5)

1. 소정의 폭을 갖도록 나란하게 배열되어 철도차량의 하부에 고정 설치되는 한 쌍의 지지프레임,

   상기 지지프레임과 직각방향으로 나란하게 배치 고정되어 한 쌍의 상기 지지프레임을 서로 연결하는 복수의 연결프레임, 및

   복수의 상기 연결프레임을 서로 연결하는 하나 이상의 보조지지프레임을 포함하는 지지체;

   상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되며 압축공기를 생산하는 공기압축기;

   상기 보조지지프레임의 하측에 고정 설치되고, 내부에 상기 압축공기가 충진되는 공기통;

   상기 압축공기가 전달될 수 있도록 상기 공기압축기 및 상기 공기통을 연결하고, 제동자를 차륜에 밀착시키는 제동실린더와 연결되는 제동관; 및

   상기 압축공기를 선택적으로 상기 제동실린더에 공급하여 상기 차륜에 대한 제동력을 발생시키며, 상기 연결프레임의 하측에 고정 설치되는 제동제어부;

   를 포함하는 철도차량용 하부조립모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제동관은,

   상기 제동실린더와 연결되는 연결구가 한 쌍의 상기 지지프레임의 외측 방향 을 향하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 철도차량용 하부조립모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   한 쌍의 상기 지지프레임은,

   상기 철도차량의 진행방향에 대해 직각방향으로 설치되고,

   상기 제동제어부는,

   상기 지지프레임의 끝단에 연결된 연결프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 철도차량용 하부조립모듈.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 지지프레임은,

   그 단면이 직사각형 또는 사다리꼴로 이루어지고, '┗┛'의 단면 형상을 갖는 복수의 고정브래킷에 의해 상기 철도차량의 하부에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 철도차량용 하부조립모듈.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 지지체는,

   상기 지지프레임의 외측면에 연결되고, 상기 공기통, 상기 공기압축기 및 상기 압축공기를 건조시키는 공기건조기를 지지하는 복수의 보조프레임;을 더 포함하되,

   상기 공기통 및 상기 공기압축기의 일단부가 상기 보조프레임에 설치되어 상기 지지프레임의 측면 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 상기 철도차량용 하부조립모듈.

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