KR20140027417A

KR20140027417A - 판스프링 유닛 및 이를 이용한 철도 차량용 대차

Info

Publication number: KR20140027417A
Application number: KR1020137034311A
Authority: KR
Inventors: 타케히로 니시무라; ?이치 나카오; 마사유키 에노모토
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-03-06
Also published as: JP5878791B2; KR101525725B1; EP2824011B1; EP2824011A4; US9493174B2; JP2013177097A; CN103687776A; EP2824011A1; WO2013128784A1; US20150158506A1; CN103687776B

Abstract

철도 차량용 대차(1)는 철도 차량의 차체(11)를 지지하기 위한 가로빔(4)과, 가로빔(4)을 사이에 두고 차량 길이 방향의 앞쪽 및 뒤쪽에 있어서 차폭 방향을 따라 배치된 전후 한 쌍의 차축(5)과, 차축(5)의 차폭 방향 양측에 설치되어 차축(5)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(7)과, 베어링(7)을 수용하는 축 상자(8)와, 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)를 지지한 상태에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 그 길이 방향 양단부(30c)가 축 상자(8)에 지지되어 있는 판스프링 유닛(30)을 구비하며, 판스프링 유닛(30)은 상하 방향이 되는 두께 방향으로 탄성 변형하는 복수의 판스프링(41,42)을 가지며, 복수의 판스프링(41,42)은 서로 그 길이 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있다.

Description

판스프링 유닛 및 이를 이용한 철도 차량용 대차{PLATE SPRING UNIT AND RAILROAD VEHICLE CARRIAGE USING SAME}

본 발명은 판스프링 유닛 및 이를 이용하여 측면빔을 생략한 철도 차량용 대차에 관한 것이다.

철도 차량 차체의 바닥 아래에는 차체를 지지하고 레일 위를 주행하기 위한 대차가 설치되어 있으며, 이 대차에서는 바퀴 축을 지지하는 베어링이 수용된 축 상자가 대차 프레임에 대하여 상하 방향으로 변위 가능해지도록 축 상자 지지 장치에 의하여 지지되어 있다. 예를 들면, 특허문헌1에서는 대차 프레임이 가로 방향으로 연장되는 가로빔과, 그 가로빔의 양단부에서 전후 방향으로 연장된 좌우 한 쌍의 측면빔을 구비하고, 축 상자 지지 장치가 축 상자와 그 위쪽에 있는 측면빔 사이에 개재된 코일 스프링으로 이루어진 축 스프링을 구비하고 있다. 또한, 특허문헌 2에는 대차 프레임 중 측면빔의 부분을 생략한 대차가 제안되어 있다.

일본특허공보 제2799078호 일본특허공개공보 특개소55-47950호

그런데, 특허문헌 1과 같은 대차에서는 가로빔 및 측면빔으로 이루어진 대차 프레임이 대중량의 강재를 서로 용접하거나 하여 제작되어 있기 때문에, 대차 프레임의 중량이 커짐과 동시에 강재의 비용이나 조립 비용이 높아진다는 문제가 있다. 이에 반하여, 특허문헌 2의 대차에서는 1차 서스펜션을 판스프링으로 하고, 그 판스프링의 전후 방향 중앙부를 가로빔의 차폭 방향 양단부에 고정하고, 판스프링의 전후 방향 양단부를 축 상자에 설치한 스프링 받침대 내에 삽입한 구성으로 하고 있다. 이에 따르면, 대차 프레임 중 측면빔의 부분이 생략되므로 대차 프레임이 경량화됨과 동시에 조립작업도 단순화된다.

그러나, 특허문헌 2의 대차의 경우, 혹시라도 좌우 어느 한 쪽의 판스프링이 부러지는 등에 의해 손상되면, 그 판스프링이 설계대로 지지 기능을 발휘하지 못하고 가로빔의 가로 방향의 일단부가 예상 이상으로 아래쪽으로 이동해버리게 된다. 판스프링을 상하로 다수 적층하여 일부의 판스프링이 손상되어도 나머지 판스프링으로 충분한 지지 기능을 담보하도록 하여도 좋지만, 그 경우에는 판스프링이 점유하는 상하 방향(판스프링 두께 방향)의 스페이스가 커져 차체의 저상화(低床化) 등의 요구에 대응하기 어려워진다.

따라서, 본 발명은 판스프링의 두께 방향의 점유 스페이스를 줄이면서 판스프링에 만의 하나 손상 등이 생겨도 판스프링의 기능을 담보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 판스프링 유닛은 철도 차량의 차체를 지지하기 위한 가로빔과, 상기 가로빔을 사이에 두고 차량 길이 방향의 앞쪽 및 뒤쪽에 있어서 차폭 방향을 따라 배치된 전후 한 쌍의 차축과, 상기 차축의 차폭 방향 양측에 설치되어 상기 차축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 베어링을 수용하는 축 상자를 구비한 철도 차량용 대차에 적용 가능한 판스프링 유닛이며,

상기 가로빔의 차폭 방향 양단부를 지지한 상태에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 그 길이 방향 양단부가 상기 축 상자에 지지되고, 상하 방향이 되는 두께 방향으로 탄성 변형하는 복수의 판스프링을 구비하며, 상기 복수의 판스프링은 서로 그 길이 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있다.

또한, 본 발명의 철도 차량용 대차는 철도 차량의 차체를 지지하기 위한 가로빔과, 상기 가로빔을 사이에 두고 차량 길이 방향의 앞쪽 및 뒤쪽에 있어서 차폭 방향을 따라 배치된 전후 한 쌍의 차축과, 상기 차축의 차폭 방향 양측에 설치되어 상기 차축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 베어링을 수용하는 축 상자와, 상기 가로빔의 차폭 방향 양단부를 지지한 상태에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 그 길이 방향 양단부가 상기 축 상자에 지지되어 있는 판스프링 유닛을 구비하며, 상기 판스프링 유닛은 상하 방향이 되는 두께 방향으로 탄성 변형하는 복수의 판스프링을 구비하고, 상기 복수의 판스프링은 서로 그 길이 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있다.

상기한 각 구성에 따르면, 판스프링 유닛을 구성하는 복수의 판스프링은 판스프링 유닛의 상하 방향이 되는 두께 방향으로 늘어서는 것이 아니라 폭 방향으로 나열되어 있기 때문에, 판스프링 유닛의 상하 방향의 점유 스페이스가 증가하는 것을 억제할 수 있다. 그리고 판스프링 유닛은 길이 방향을 따라 복수의 판스프링으로 분할되어 있기 때문에, 1개의 판스프링에 손상 등이 생겨도 나머지 판스프링에 의해 그 기능을 담보할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 판스프링 유닛의 상하 방향의 점유 스페이스를 줄이면서 판스프링에 만의 하나 손상 등이 생겨도 판스프링의 기능을 담보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도 차량용 대차를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 대차의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 대차의 측면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 판스프링 유닛의 측면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 판스프링 유닛의 평면도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 판스프링 유닛의 분해사시도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 판스프링 유닛의 요부 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다.

이하, 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 1은 제1 실시예에 따른 철도 차량용 대차(1)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 대차(1)의 평면도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 대차(1)의 측면도이다. 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 철도 차량용 대차(1)는 2차 서스펜션이 되는 공기 스프링(2)을 개입하여 차체(11)를 지지하기 위한 대차 프레임(3)을 구비하고 있다. 대차 프레임(3)은 좌우 방향인 차폭 방향(또는, "폭 방향"이라 한다)으로 연장되는 가로빔(4)을 구비하고 있지만, 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부에서 차량 길이 방향(이하, "전후 방향"이라 한다)으로 연장되는 측면빔을 구비하고 있지 않다. 가로빔(4)의 앞쪽 및 뒤쪽에는 차폭 방향을 따라 전후 한 쌍의 차축(5)이 배치되어 있으며, 차축(5)의 차폭 방향 양측에는 차바퀴(6)가 고정되어 있다. 차축(5)의 차폭 방향 양단부에는 차바퀴(6)보다 차폭 방향 외측에서 차축(5)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(7)이 설치되고, 그 베어링(7)은 축 상자(8)에 수용되어 있다. 가로빔(4)에는 전동기(9)가 설치되어 있으며, 그 전동기(9)의 출력축에는 차축(5)에 동력을 전달하는 감속 기어가 수용된 기어 박스(10)가 연결되어 있다.

가로빔(4)은 차폭 방향으로 연장되는 한 쌍의 사각 파이프(pipe)(12)와, 이러한 사각 파이프(12)를 연결하는 연결판(13,14)을 가지며, 연결판(13,14)은 사각 파이프(12)에 대하여 볼트(bolt) 결합 등에 의해 고정되어 있다. 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)에는 통 모양의 연결판(14)이 간격을 두고 한 쌍 설치되어 있고, 그 상면에 공기 스프링 받침대(15)가 설치되어 있다. 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)는 연결 기구(16)에 의하여 축 상자(8)에 연결되어 있다. 연결 기구(16)는 축 상자(8)에서 일체적으로 전후 방향을 따라 연장된 축빔(17)을 구비하고 있다. 축빔(17)의 단부에는 내주면이 원통 형상이며 차폭 방향 양측이 개구되는 통형부(18)가 설치되어 있다.

통형부(18)의 내부 공간에는 고무 부싱(bushing)(미도시)을 개입하고 심봉(20)이 삽통되어 있다. 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)에는 연결 기구(16)를 구성하는 한 쌍의 받이판(21,22)이 전후 방향으로 돌출하여 설치되어 있다. 받이판(21,22)에는 아래쪽을 향하여 개구되는 감입 홈(25)이 형성되어 있다. 감입 홈(25)에는 심봉(20)의 가로 방향 단부가 아래쪽에서 감입되어 있다. 그 상태에서, 감입 홈(25)의 하측 개구를 폐쇄하도록 덮개 부재(26)가 볼트(미도시)에 의해 아래쪽에서 받이판(21,22)에 고정되며, 심봉(20)이 덮개 부재(26)에 의해 아래쪽에서 지지되어 있다.

가로빔(4)과 축 상자(8) 사이에는 전후 방향으로 연장된 판스프링 유닛(30)이 걸쳐서 놓여 있고, 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 중앙부(30a)가 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)를 지지하고, 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 양단부(30c)가 축 상자(8)에 지지되어 있다. 즉, 판스프링 유닛(30)이 1차 서스펜션의 기능과 종래의 측면빔의 기능을 겸하고 있다. 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 중앙부(30a)는 가로빔(4)의 아래쪽에 들어가도록 배치되어 있다. 가로빔(4)의 차폭 방향 양단부(4a)의 하부에는 원호 모양의 하면(33a)을 갖는 맞닿음 부재(33)가 설치되고, 그 맞닿음 부재(33)가 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 중앙부(30a)에 위쪽에서 놓여 자유 접촉하고 있다. 즉, 맞닿음 부재(33)는 판스프링 유닛(30)을 상하 방향으로 고정하지 않은 상태에서, 가로빔(4)으로부터의 중력에 의한 하향 하중에 의해 판스프링(30)의 상면에 접촉하고 있다.

또한, 축 상자(8)의 상단부에는 지지 부재(31)가 설치되어 있으며, 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 양단부(30c)는 지지 부재(31)에 의해 아래쪽에서 지지되어 있다. 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 양단부(30c)도, 지지 부재(31)에 위쪽에서 놓이고, 판스프링 유닛(30)으로부터의 하향 하중에 의해 지지 부재(31)의 상면에 자유 접촉하고 있다.

판스프링 유닛(30) 중 길이 방향 중앙부(30a)와 길이 방향 양단부(30c) 사이의 연장부(30b)는 측면에서 볼 때 길이 방향 중앙부(30a)를 향해 아래쪽으로 경사져 있으며, 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 중앙부(30a)는 판스프링 유닛(30)의 길이 방향 양단부(30c)보다 아래쪽에 위치하고 있다. 즉, 판스프링 유닛(30)은 측면에서 볼 때 전체적으로 아래쪽으로 볼록해지는 활 형상으로 형성되어 있다. 판스프링 유닛(30)의 연장부(30b)의 일부는 한 쌍의 받이판(21,22) 사이에 둔 공간(27)을 통과하고, 연결판(23)의 아래쪽을 통과하여 가로빔(4)의 아래쪽 위치에 이르고 있다. 즉, 판스프링 유닛(30)의 연장부(30b)의 일부는 측면에서 볼 때 연결 기구(16)와 겹치는 위치에 배치되어 있다.

도 4는 도 1에 나타내는 판스프링 유닛(30)의 측면도이다. 도 5는 도 4에 나타내는 판스프링 유닛(30)의 평면도이다. 도 6은 도 4에 나타내는 판스프링 유닛(30) 의 분해사시도이다. 또한, 도 4 내지 도 6에서는 후술하는 외피(44)(도 1 참조)의 도시를 생략하고 있다. 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 판스프링 유닛(30)은 그 두께 방향(상하 방향)으로 탄성 변형하는 한 쌍의 판스프링(41,42)을 구비하며, 이러한 판스프링(41,42)은 서로 그 길이 방향(전후 방향) 및 두께 방향에 직교하는 폭 방향(좌우 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 한 쌍의 판스프링(41,42)은 서로 동일한 것이며, 재료, 구성, 외형 및 치수가 동일하다. 또한, 본 실시예에 있어서, 판스프링의 수는 2개로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 폭 방향으로 나열된 판스프링의 수를 변화시킴으로써 판스프링 유닛의 스프링 상수를 조정할 수 있다. 예를 들면, 1개의 판스프링의 스프링 상수가 50㎏/㎜인 경우, 판스프링을 2개 이용한 판스프링 유닛의 스프링 상수는 100㎏/㎜가 되고, 판스프링을 3개 이용한 판스프링 유닛의 스프링 상수는 150㎏/㎜가 된다.

한 쌍의 판스프링(41,42) 사이에는 판스프링(41,42)보다 경도가 낮은 개장(介裝)재(43)가 개재되어 있다. 개장재(43)는 고무 시트이며, 개장재(43)의 차폭 방향의 폭(W3)(시트 두께)은 판스프링(41,42)의 폭(W1)보다 훨씬 작다. 이 개장재(43)는 그 양면이 한 쌍의 판스프링(41,42)의 대향하는 측면에 의해 협지되어 있다. 개장재(43)는 판스프링(41,42)의 측면(대향면)의 윤곽을 따르는 형상으로 형성되어 있다. 본 실시예에서는 개장재(43)의 형상은 판스프링(41,42)의 측면(대향면)의 형상과 거의 동일하다. 또한, 개장재(43)는 판스프링(41,42)의 경도보다 낮은 재료이면 좋고, 고무 시트에 한정되는 것이 아니다.

판스프링(41,42) 사이에 개장재(43)를 둔 상태에 있어서, 판스프링(41,42) 및 개장재(43)는 유지 부재로서의 외피(44)(도 1 참조)에 의해 일괄적으로 감싸여 있다. 즉, 외피(44)는 개장재(43)를 사이에 둔 판스프링(41,42)으로 이루어진 조립체의 표면을 전체적으로 덮고 있다. 외피(44)에 의해 판스프링(41,42)과 함께 감싸인 개장재(43)는 판스프링(41,42)에 대하여 접착되지 않고 맞닿아 있을 뿐이다. 외피(44)는 가요성을 가지며, 판스프링(41,42) 및 개장재(43)를 유지할 수 있는 있는 것이면 좋고, 예를 들면, 불연성 천이나 열수축 튜브 등을 이용하면 좋다.

판스프링(41,42)은 측면에서 볼 때 전체적으로 아래쪽으로 볼록해지는 활 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 판스프링(41,42)의 상면(41a,42a)과 하면(41b,42b)은 서로 다른 형상이다. 판스프링(41,42)은 상층(51), 중간층(52) 및 하층(53)을 가지며, 다른 종류의 섬유 강화 수지를 복합하여 형성되어 있다. 중간층(52)의 체적은 상층(51) 및 하층(53)의 전체 체적보다 크다. 상층(51) 및 하층(53)은 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 형성되고, 중간층(52)은 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)으로 형성되어 있다. 탄소섬유 강화 플라스틱은 유리섬유 강화 플라스틱보다 인장 또는 압축에 대한 강도가 높고, 유리섬유 강화 플라스틱은 탄소섬유 강화 플라스틱보다 싸다.

판스프링(41,42)의 두께(T4)는 그 길이 방향 중앙부가 가장 두껍고, 그 길이 방향 양단부를 향하여 서서히 얇아지도록 형성되어 있다. 구체적으로는 중간층(52)의 두께(T2)는 그 길이 방향 중앙부에서 길이 방향 양단부를 향하여 서서히 얇아지도록 형성되어 있으며, 상층(51) 및 하층(53)의 두께(T1,T3)는 일정하다. 판스프링(41,42)이 가로빔(4)으로부터의 하향 하중에 의해 탄성 변형할 때에는 판스프링(41,42)의 길이 방향에 있어서, 상층(51)에 압축 하중이 걸림과 동시에 하층(53)에 인장 하중이 걸리지만, 섬유 강화 플라스틱(FRP)은 압축에 대한 강도보다 인장에 대한 강도의 쪽이 높다는 지견으로부터, 하층(53)의 두께(T3)를 상층(51)의 두께(T1)보다 얇게 하고 있다.

판스프링(41,42)의 폭(W1)은 판스프링(41,42)의 최박부(길이 방향 양단부)의 두께(T4) 값보다 크다. 개장재(43)의 두께(T5)는 판스프링(41,42)의 폭(W1)의 2% 이상 20% 이하이다. 이에 따라, 판스프링 유닛(30)의 전체 두께(T4)가 과대해지는 것을 방지하면서 판스프링 유닛(30)의 전체 폭(W2)이 과대해지는 것도 방지되고 있다. 또한, 판스프링(41,42)의 표면에는 자외선 등으로부터 보호하기 위한 도장(미도시)이 입혀져 있다.

이상으로 설명한 구성에 따르면, 판스프링 유닛(30)을 구성하는 길이 방향을 따라 분할된 판스프링(41,42)은 판스프링 유닛(30)의 두께 방향으로 늘어서는 것이 아니라 폭 방향으로 나열되어 있기 때문에, 판스프링 유닛(30)의 두께 방향(즉, 대차(1)의 높이 방향)의 점유 스페이스가 증가하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 차체(11)의 저상화 등에 기여할 수 있다. 그리고 판스프링 유닛(30)은 한 쌍의 판스프링(41,42)으로 분할되어 있기 때문에, 1개의 판스프링(41)에 만의 하나 손상 등이 생겨도 나머지 판스프링(42)에 의해 그 기능을 담보할 수 있다.

또한, 판스프링(41,42)의 상면(41a,42a)과 하면(41b,42b)이 서로 다른 형상(예를 들면, 휨이나 테이퍼)의 경우에는 판스프링(41,42)끼리를 상하로 적층할 수는 없지만, 각 판스프링(41,42)은 상하 방향(두께 방향)으로 늘어서는 것이 아니라 폭 방향으로 나열되어 있기 때문에, 각 판스프링(41,42)을 동일한 것으로 하는 것이 가능해진다. 따라서 각각의 위치나 동작에 맞는 복수 종류의 판스프링을 설계 및 생산할 필요가 없어져 설계 및 생산의 효율을 향상시킬 수 있다.

게다가, 한 쌍의 판스프링(41,42) 사이에는 판스프링(41,42)보다 경도가 낮은 개장재(43)로서 고무 시트를 개재하고 있기 때문에, 판스프링(41,42)끼리가 서로 스치는 것을 방지하여 판스프링(41,42)을 보호할 수 있다. 또한, 개장재(43)는 시트 모양이며, 그 두께(T5) 방향이 판스프링(41,42)의 폭(W1) 방향에 일치하도록 배치하였기 때문에, 판스프링 유닛(30)의 전체 두께(T4)도 폭(W2)도 과대해지는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 판스프링(41,42) 및 개장재(43)는 외피(44)에 의해 일괄적으로 감싸므로써 유지되고 있기 때문에, 판스프핑 유닛(30)을 용이하게 핸들링(handling)할 수 있다. 게다가, 외피(44)를 설치함으로써 개장재(43)가 판스프링(41,42)에 접착하지 않아도 위치 유지되기 때문에, 접착작업 및 접착제의 사용을 줄일 수 있다. 또한, 외피(44)를 폐지하고 개장재(43)를 인접한 판스프링(41,42)에 접착하여 개장재(43)의 판스프링(41,42)에 대한 위치 유지를 가능하게 하도록 하여도 좋다.

(제2 실시예)

도 7은 제2 실시예에 따른 판스프링 유닛(30)의 요부 평면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 판스프링 유닛(130)에서는 폭 방향으로 늘어선 판스프링(141,142)이, 그 길이 방향 양단부(141a,142a)에 있어서 폭 방향으로 관통하는 삽통 구멍(141b,142b)을 가지고 있다. 그리고, 이러한 삽통 구멍(141b,142b)에 유지 부재로서의 핀(63)이 삽통됨으로써 판스프링(141,142)이 서로 연결 유지되어 있다.

구체적으로는 판스프링(141,142)은 상층(151), 중간층(152) 및 하층(153)을 가지며, 게다가 상층(151)과 하층(153)을 길이 방향 양단부(141a,142a)로 서로 연결하는 단연부(154)를 가지고 있다. 단연부(154)는 판스프링(41,42)의 길이 방향 바깥쪽을 향하여 불룩해지듯이 만곡된 원호 형상을 나타내고 있다. 그리고 이 원호 형상의 단연부(154)의 내주면과 중간층(152)의 길이 방향 단연에 의해 단면 원 형상의 삽통 구멍(141b,142b)이 형성되어 있다. 상층(151), 하층(153) 및 단연부(154)는 탄소섬유 강화 플라스틱으로 형성되고, 중간층(152)은 유리섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있다.

삽통 구멍(141b,142b)에는 금속제의 원통형 칼라(61,62)가 각각 삽통되어 있다. 본 예에서는 칼라(61,62)는 인서트(insert) 성형에 의해 판스프링(141,142)과 일체화되어 있다. 칼라(61,62)는 판스프링(141,142)의 삽통 구멍(141b,142b)에서 폭 방향의 양측으로 돌출되어 있다. 그리고 한 쪽의 판스프링(141)의 칼라(61)와 다른 쪽의 판스프링(142)의 칼라(62)가 부딪치므로 판스프링(141)과 판스프링(142) 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 고무 시트 등으로 구성된 개장재(143)가 배치되어 있다. 또한, 개장재(143)의 길이 방향 양단부에는 칼라(61,62) 및 핀(63)이 삽통되는 삽통 구멍(143a)이 형성되어 있다.

핀(63)은 칼라(61,62)를 개재하고 삽통 구멍(141b,142b)에 통과되는 축부(63a)와, 축부(63a)의 일단부에 설치되어 축부(63a)보다 큰 직경인 두부(63b)와, 축부(63a)의 타단부의 외주면에 형성된 고리 모양의 홈부(63c)를 구비하고 있다. 그리고 홈부(63c)에는 스토퍼 부재(65)(예를 들면, C 링)가 끼워 넣어져 있으며, 이 스토퍼 부재(65)와 두부(63b)에 의해 핀(63)의 빠짐 방지가 도모되고 있다.

상기 구성에 따르면, 판스프링(141,142) 및 개장재(143)를 간단하게 유지할 수 있고, 외피를 이용하지 않는 분만큼 판스프링 유닛(130)의 두께를 얇게 할 수도 있다. 게다가 판스프링(141,142)은 핀(63)의 축선 주위를 서로 상대 회동 가능하기 때문에, 판스프링(141,142) 사이에 있어서 서로의 하중 전달이 감소되어 각 판스프링(141,142)의 독립성을 높일 수 있다. 또한, 인접한 판스프링(141,142) 사이에 정해진 간극을 확보하는 칼라(61,62)가 설치되어 있기 때문에, 개장재(143)에 대하여 소정 이상으로 폭 방향의 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 다른 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

본 발명은 전술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 그 구성을 변경, 추가 또는 삭제할 수 있다. 상기 각 실시예는 서로 임의로 조합하여도 좋고, 예를 들면, 하나의 실시예 중 일부의 구성 또는 방법을 다른 실시예에 적용하여도 좋다. 개장재는 인접한 판스프링 중 한 쪽에 접착하도록 하여도 좋다. 또한, 인접한 판스프링끼리가 소정 이상으로 떨어지지 않도록 유지하는 유지 부재는 외피나 핀이나 접착제 등에 한정되지 않고, 예를 들면 판스프링 및 개장재를 그 길이 방향의 일부에 있어서 일괄적으로 유지하는 클램프 부재를 이용하여도 좋다. 또한, 외피를 이용한 상태에서 개장재를 인접한 판스프링에 접착하여도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 판스프링 유닛 및 이를 이용한 철도 차량용 대차는 판스프링의 두께 방향의 점유 스페이스를 줄이면서 판스프링에 만의 하나 손상 등이 생겨도 판스프링의 기능을 담보할 수 있는 우수한 효과를 가지며, 이 효과의 의의를 발휘할 수 있는 철도 차량용 대차에 널리 적용하면 유익하다.

1: 철도 차량용 대차
4: 가로빔
4a: 차폭 방향 양단부
5: 차축
7: 베어링
8: 축 상자
11: 차체
30,130: 판스프링 유닛
30a: 길이 방향 중앙부
30c: 길이 방향 양단부
41,42,141,142: 판스프링
43,143: 개장재
44: 외피(유지 부재)
51,151: 상층
52,152: 중간층
53,153: 하층

Claims

철도 차량의 차체를 지지하기 위한 가로빔과, 상기 가로빔을 사이에 두고 차량 길이 방향의 앞쪽 및 뒤쪽에 있어서 차폭 방향을 따라 배치된 전후 한 쌍의 차축과, 상기 차축의 차폭 방향 양측에 설치되어 상기 차축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 베어링을 수용하는 축 상자를 구비한 철도 차량용 대차에 적용 가능한 판스프링 유닛으로서,
상기 가로빔의 차폭 방향 양단부를 지지한 상태에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 그 길이 방향 양단부가 상기 축 상자에 지지되고, 상하 방향이 되는 두께 방향으로 탄성 변형하는 복수의 판스프링을 구비하며,
상기 복수의 판스프링은 서로 그 길이 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 판스프링의 상면과 하면은 서로 다른 형상이고,
상기 복수의 판스프링은 서로 외형 및 치수가 거의 동일한 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 판스프링 사이에 개재되며, 상기 판스프링보다 경도가 낮은 개장재를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 3 항에 있어서,
상기 개장재는 시트 모양이며, 그 양면이 상기 복수의 판스프링의 대향하는 측면에 의해 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 개장재는 고무제인 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 판스프링을 일괄적으로 유지하는 유지 부재를 더 구비하며,
상기 유지 부재에 의해 상기 판스프링과 함께 유지된 상기 개장재는 상기 판스프링에 대하여 접착되지 않고 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개장재는 상기 복수의 판스프링 중 상기 개장재에 인접한 적어도 한 쪽의 판스프링에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판스프링은 적어도 상층, 중간층, 및 하층을 가지며,
상기 상층 및 상기 하층은 제1 섬유 강화 플라스틱으로 형성되고, 상기 중간층은 제2 섬유 강화 플라스틱으로 형성되고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱은 상기 제2 섬유 강화 플라스틱보다 상기 길이 방향의 하중에 대한 강도가 놓은 것을 특징으로 하는 판스프링 유닛.
철도 차량의 차체를 지지하기 위한 가로빔과,
상기 가로빔을 사이에 두고 차량 길이 방향의 앞쪽 및 뒤쪽에 있어서 차폭 방향을 따라 배치된 전후 한 쌍의 차축과,
상기 차축의 차폭 방향 양측에 설치되어 상기 차축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
상기 베어링을 수용하는 축 상자와,
상기 가로빔의 차폭 방향 양단부를 지지한 상태에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 그 길이 방향 양단부가 상기 축 상자에 지지되어 있는 판스프링 유닛을 구비하며,
상기 판스프링 유닛은 상하 방향이 되는 두께 방향으로 탄성 변형하는 복수의 판스프링을 가지며, 상기 복수의 판스프링은 서로 그 길이 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 대차.