KR20140081298A - 대륙철도차량용 대차의 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대차와 액슬박스 사이에 다수의 스프링을 구비함으로써, 상하 진동을 보다 안정적으로 감쇠시킬 수 있어 장거리 주행을 하더라도 안정적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 전후 및 좌우 진동까지도 감쇠시킬 수 있는 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대차의 하부에 설치되는 한쌍의 절곡 프레임과, 상기 절곡 프레임을 서로 연결하는 연결 프레임과, 액슬박스의 상부에 상기 연결프레임과 연결되도록 형성되는 메인 연결봉과, 상기 메인 연결봉에 설치되어 연결 프레임의 하면을 지지하는 메인 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

대륙철도차량용 대차의 현가장치{suspension apparatus for railway vehicle}

본 발명은 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대차와 액슬박스 사이에 다수의 스프링을 구비함으로써, 상하 진동을 보다 안정적으로 감쇠시킬 수 있어 장거리 주행을 하더라도 안정적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 전후 및 좌우 진동까지도 감쇠시킬 수 있는 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량에서 사용되는 현가장치는 스프링 작용에 의해 차체의 중량을 지지함과 동시에 차륜의 상하, 좌우 및 전후 진동을 완화함으로써, 승차감을 좋게 하고, 화물의 충격으로 인한 파손을 방지하여 각부에 과대 부하가 가해지지 않도록 하기 위한 장치로서, 크게 1차 현가장치와 2차 현가장치로 구분되고, 1차 현가장치는 철도차륜과 대차 프레임(bogie frame) 사이에 설치되어 철도차륜으로부터 전달되는 진동을 감소시키고, 2차 현가장치는 대차프레임과 차체 사이에 설치되어 대차 프레임으로 전달된 진동을 2차적으로 감쇠시키게 되어 있다.

상기한 바와 같은 종래의 철도차량용 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이 축박스(axle box, 101)에 설치되어 대차프레임(102)을 지지하는 1차 현가장치(103)와 상기 대차프레임과 차체 사이에 설치된 2차 현가장치(105)로 구성되는 바, 상기 1차 현가장치(103)는 도면에 도시된 바와 같이 축박스(101)의 좌우 양측에 설치되는 1쌍의 코일스프링(103a, 103b)으로 구성되는 윙스프링식 또는 축박스(101)의 상부에 코일스프링을 설치하는 축스프링식이 있고, 상기 2차 현가장치(105)는 도면에 도시된 바와 같이 내부에 공기를 주입시켜 공기의 내압관계에 따라 충격을 흡수하는 공기스프링시트(106)을 사용하고, 여기에 오일댐퍼를 보조적으로 사용하고 있다.

여기서, 상기한 1차 현가장치는 코일스프링(103a, 103b)으로 이루어져 상하진동을 효과적으로 감쇠시켜주는 반면에 자체의 횡강성에서 취약하여 전후 및 좌우방향의 요동에 효과적으로 대처할 수 없는 문제점이 있었다.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록실용신안 제20-0140530호에 기재된 기술이 개발되었는데, 그 기술적 특징은 축박스(10)의 상부에 대차프레임(12)이 코일스프링(14)에 의해 지지설치됨과 아울러 1쌍의 상하부 판스프링(16, 18)을 매개로 상기 축박스(10)와 대차프레임(12)이 연결되는 철도차량용 1차현가장치의 판스프링지지구조에 있어서, 상기 축박스(10)가 상부외측으로 경사지게 돌출되게 형성된 제 1 지지부(20)와, 상기 제 1 지지부(20)에 대향되게 하부내측으로 돌출되게 형성된 제 2 지지부(22)를 구비하고, 상기 대차프레임의 경사부(24)에는 상기 판스프링(16, 18)의 타단부가 고정 설치되는 제 1, 2시트(26, 28)가 상기 제 1 , 2지지부(20, 22)와 동일높이로 형성되어져 있는 한편, 상기 코일스프링의 시트(30)에는 상기 제 1지지부(20)와 상기 제 1 시트(26)를 연결하여 주는 판스프링(16)이 관통되게 설치되도록 포켓(32)이 형성된 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국등록실용신안 제20-0140530호에 기재된 기술은 대차프레임과 축박스 사이에 판스프링을 구비하여, 차량의 전후 및 좌우 요동을 어느 정도 방지할 수 있는 장점은 있으나, 축박스의 측방으로 판스프링이 설치됨으로써, 전후 및 좌우 요동을 안정적으로 감쇠시킬 수 없을 뿐만 아니라, 철도차량이 급정거를 하거나 급발진을 하는 경우 판스프링의 길이 방향으로 충격이 발생하게 되면 설치 구조상 큰 충격이 가해지게 되어 쉽게 판스프링이 손상될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 장거리를 운행하게 되면 지속적으로 현가장치에 충격이 가해지게 되어 충격이 쌓이게 되어, 현가장치가 손상되어 안전운행이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 대차의 하부에 한쌍의 절곡 프레임을 설치하되, 절곡 프레임은 양측에 각각 제1연결봉과 제2연결봉이 형성되고, 길이가 긴 제1연결봉은 대차를 상하로 관통하도록 설치되며, 상기 제2연결봉은 연결프레임의 양측에 상하 관통되도록 설치되고, 상기 연결프레임의 중심부에는 액슬박스의 상부에 형성되는 메인 연결봉이 상하 관통되도록 설치되어, 제1연결봉에는 상부가 대차를 지지하도록 스프링이 구비되고, 제2연결봉에는 하부가 연결 프레임을 지지하도록 스프링이 구비되며, 메인 연결봉에는 상부가 연결 프레임을 지지하도록 스프링이 구비됨으로써, 주행 시에 차륜에 가해지는 충격을 다수의 스프링이 분산하여 충격을 흡수하게 되므로 보다 완전하게 충격을 흡수할 수 있어 장시간 운행을 하더라도 안정적으로 주행할 수 있고, 주행 시에 발생하는 상하의 진동뿐만 아니라, 전후 및 좌우의 진동 역시 다수의 스프링에 의해 저감시킬 수 있는 대륙철도차량용 대차의 현가장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 대차와 액슬박스 사이에 절곡 프레임과 연결 프레임을 구비하고, 각 프레임을 연결하는 제1,2연결봉과 메인 연결봉에 스프링을 구비하여 충격을 완충하되, 상기 액슬박스의 양측으로 연장부를 형성하고, 연장부의 단부와 절곡 프레임의 하부를 연결하는 스프링을 더 구비함으로써, 보다 안정적으로 상하 뿐만 아니라 전후, 좌우의 진동을 저감시킬 수 있는 대륙철도차량용 대차의 현가장치를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

대차의 하부에 설치되는 한쌍의 절곡 프레임과, 상기 절곡 프레임을 서로 연결하는 연결 프레임과, 액슬박스의 상부에 상기 연결프레임과 연결되도록 형성되는 메인 연결봉과, 상기 메인 연결봉에 설치되어 연결 프레임의 하면을 지지하는 메인 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 절곡 프레임은 일측에 상기 대차를 상하 관통하도록 제1연결봉이 형성되고, 타측에 상기 연결 프레임을 관통하도록 제2연결봉이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1연결봉의 외측에는 대차의 하부를 탄성 지지하도록 제1 보조스프링이 구비되고, 상기 제2연결봉에는 상기 연결 프레임의 상면을 탄성 지지하도록 제2 보조스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 액슬박스의 양측에는 연장부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연장부의 단부 상면에는 절곡 프레임의 하단을 탄성 지지하도록 제3 보조스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 상기 제2연결봉은 연결프레임의 양측에 상하 관통되도록 설치되고, 상기 연결프레임의 중심부에는 액슬박스의 상부에 형성되는 메인 연결봉이 상하 관통되도록 설치되어, 제1연결봉에는 상부가 대차를 지지하도록 스프링이 구비되고, 제2연결봉에는 하부가 연결 프레임을 지지하도록 스프링이 구비되며, 메인 연결봉에는 상부가 연결 프레임을 지지하도록 스프링이 구비됨으로써, 주행 시에 차륜에 가해지는 충격을 다수의 스프링이 분산하여 충격을 흡수하게 되므로 보다 완전하게 충격을 흡수할 수 있어 장시간 운행을 하더라도 안정적으로 주행할 수 있고, 주행 시에 발생하는 상하의 진동뿐만 아니라, 전후 및 좌우의 진동 역시 다수의 스프링에 의해 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 대차와 액슬박스 사이에 절곡 프레임과 연결 프레임을 구비하고, 각 프레임을 연결하는 제1,2연결봉과 메인 연결봉에 스프링을 구비하여 충격을 완충하되, 상기 액슬박스의 양측으로 연장부를 형성하고, 연장부의 단부와 절곡 프레임의 하부를 연결하는 스프링을 더 구비함으로써, 보다 안정적으로 상하 뿐만 아니라 전후, 좌우의 진동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 현가장치의 개념도이다.
도 2는 종래의 개선된 현가장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 대륙철도차량용 대차의 현가장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 대륙철도차량용 대차의 현가장치의 개념도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 대륙철도차량용 대차의 현가장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 대륙철도차량용 대차의 현가장치의 개념도이다.

본 발명은 장거리를 운행하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 그 구성은 차체의 하부에 연결되는 대차(100)의 하부에 설치되는 한 쌍의 절곡 프레임(110)과 상기 절곡 프레임(110)을 서로 연결하는 연결 프레임(120)과 바퀴(200)의 차축(210)이 설치되는 액슬박스(220)의 상부에 형성되어 상기 연결 프레임(120)과 연결되는 메인 연결봉(222)으로 이루어진다.

여기서, 상기 메인 연결봉(222)은 상기 연결 프레임(120)의 중심부에 형성되는 관통공(122)을 통하여 상하 관통되도록 설치되고, 상기 연결봉(222)의 외측에는 메인 스프링(224)이 구비되어 상기 연결 프레임(120)을 하부에서 탄성지지하게 된다.

이때, 상기 연결봉(222)의 상단에 걸림턱(223)이 형성되어 메인 스프링(224) 및 연결봉(222)이 이탈되는 것을 방지하게 된다.

그래서, 주행 중에 바퀴(200)에 가해지는 충격이 상기 메인 스프링(224)에 의해 완충되어 차체에 전달되는 것을 감쇠시켜줌으로써, 승차감을 좋게 할 뿐만 아니라, 주행의 안전성을 높여주게 된다.

그리고, 상기 대차(100)의 하부에 설치되는 절곡 프레임(110)은 'U'자 형상으로 형성되어, 상기 절곡 프레임(110)의 일측에는 상기 대차(100)를 상하 관통하도록 제1연결봉(112)이 형성되고, 타측에는 상기 연결 프레임(120)의 단부를 상하 관통하도록 제2연결봉(116)이 형성된다.

이때, 상기 대차(100)를 상하 관통하도록 설치되는 제1연결봉(112)의 외측에는 제1 보조스프링(114)이 구비되어, 상기 대차(100)를 하부에서 탄성지지하게 되며, 상기 연결 프레임(120)의 양측에 형성되는 관통공(124)을 각각 상하 관통하도록 설치되는 제2연결봉(116)의 외측에는 제2 보조스프링(118)이 구비되어, 상기 연결 프레임(120)의 상면을 탄성 지지하게 된다.

여기서, 상기 제1연결봉(112)의 상단에는 걸림턱(113)이 형성되고 상기 제2연결봉(116)의 상단에도 걸림턱(119)이 형성되어 상기 제1 및 제2 보조스프링(114, 118)이 임의로 이탈되는 것을 방지하여, 안정적으로 연결 프레임(120)을 탄성 지지할 수 있게 된다.

그래서, 본 발명의 대륙철도차량용 대차의 현가장치가 설치된 철도차량이 주행 중에 선로 상태가 좋지 못하여 바퀴(200)에 충격이 가해지게 되면, 바퀴(200)에 가해지는 충격이 차축(210)과 액슬박스(220)을 통하여 액슬박스(220)의 상부에 형성된 메인 연결봉(222)과 메인 스프링(224)에 의해 1차로 완충되게 되며, 메인 스프링(224)에 의해 완화된 충격이 연결 프레임(120)으로 전달되는 과정에서 연결 프레임(120)의 양측에 관통되도록 설치되는 제2연결봉(116)과 제2 보조스프링(118)에 의해 2차로 완충되며, 제2연결봉(116)으로 전달된 충격은 절곡 프레임(110)의 타측에 형성되는 제1연결봉(112)와 제1 보조스프링(114)에 의해 3차로 완충된 후, 대차(100)로 전달되게 되므로, 현저하게 충격을 감쇠시킬 수 있어 종래에 비해 승차감을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 대차(100)에 가해지는 충격을 대폭 줄일 수 있게 되어 오랜 시간 운행하더라도 축적되는 피로를 저감시켜, 안정적으로 운행할 수 있게 한다.

또한, 상기 연결 프레임(120)의 양측에 절곡 프레임(110)을 설치하여 대차(100)와 연결하게 됨으로써, 차량이 주행 중에 발생하는 상하 진동뿐만 아니라, 차량이 가속하거나 감속할 때, 그리고 곡선을 주행할 때, 발생하는 전후, 좌우의 진동을 분산하여 감쇠시킬 수 있으며, 서로 다른 크기의 힘이 작용하더라도 적절하게 감쇠시킬 수 있어, 전후 좌우의 진동까지 안정적으로 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예로 도 4에 도시된 바와 같이, 차체의 하부에 구비되는 대차(100)의 하부에 한 쌍의 절곡 프레임(110)이 설치되고, 상기 절곡 프레임(110)을 연결 프레임(120)를 사용하여 연결하며, 바퀴(200)가 설치되는 액슬박스(220)의 상부에 상기 연결 프레임(120)과 연결되는 메인 연결봉(222)이 형성되고, 상기 메인 연결봉(222)의 외측에는 상기 연결 프레임(120)의 하면을 탄성 지지하는 메인 스프링(224)이 구비된다.

여기서, 상기 제1연결봉(112)의 외측에는 대차(100)의 하면을 탄성 지지하는 제1 보조스프링(114)이 구비되고, 상기 제2연결봉(116)의 외측에는 연결 프레임(120)의 상면을 탄성 지지하는 제2 보조스프링(118)이 구비된다.

그리고, 상기 액슬박스(220)의 양측에는 각각 연장부(226)가 형성되며, 상기 연장부(226)의 단부 상면에는 상기 절곡 프레임(110)의 하단과 연결되는 제3 보조스프링(228)이 구비된다.

그래서, 상기 바퀴(200)에 가해지는 충격이 액슬박스(220)을 통하여 메인 스프링(224), 제1,2 보조스프링(114,118)에 의해 3차에 걸쳐 감쇠됨으로써, 보다 완전하게 충격을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라, 상기 액슬박스(220)의 양측에 형성된 연장부(226)에 설치되는 제3 보조스프링(228)에 의해 절곡 프레임(110)의 하면을 탄성 지지하게 되므로, 4차에 걸쳐 바퀴(200)에 가해지는 충격을 감쇠시켜 줌으로써, 감쇠력을 높여주어 장시간 운행하더라도 대차(100)에 가해지는 충격을 현저하게 줄여주게 되어 안정적인 주행을 가능하게 한다.

또한, 차량이 주행할 때는 상하뿐만 아니라, 차량이 급출발하거나 급정거 할 경우 전후로 진동이 발생하고, 곡선구간을 주행할 때는 좌우로도 진동이 발생하게 되는데, 이러한 진동은 상기 연결 프레임(120)의 양측에 구비되는 절곡 프레임(110)의 제1,2 보조스프링(114,118) 및 연장부(226)와 절곡 프레임(110)의 하단을 연결하는 제3 보조스프링(228)에 의해 완충되게 되므로, 전후 좌우의 진동을 안정적으로 감쇠할 수 있게 된다.

그리고, 나머지 구성들은 전술한 구성과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

본 발명은 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대차와 액슬박스 사이에 다수의 스프링을 구비함으로써, 상하 진동을 보다 안정적으로 감쇠시킬 수 있어 장거리 주행을 하더라도 안정적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 전후 및 좌우 진동까지도 감쇠시킬 수 있는 대륙철도차량용 대차의 현가장치에 관한 것이다.

100 : 대차 110 : 절곡 프레임
112 : 제1연결봉 114 : 제1 보조스프링
116 : 제2연결봉 118 : 제2 보조스프링
119 : 걸림턱
120 : 연결 프레임 122,124 : 관통공
200 : 바퀴 210 : 차축
220 : 액슬박스 222 : 메인 연결봉
224 : 메인 스프링 226 : 연장부
228 : 제3 보조스프링

Claims (5)

1. 대차의 하부에 설치되는 한쌍의 절곡 프레임과,
   상기 절곡 프레임을 서로 연결하는 연결 프레임과,
   액슬박스의 상부에 상기 연결프레임과 연결되도록 형성되는 메인 연결봉과,
   상기 메인 연결봉에 설치되어 연결 프레임의 하면을 지지하는 메인 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 절곡 프레임은 일측에 상기 대차를 상하 관통하도록 제1연결봉이 형성되고,
   타측에 상기 연결 프레임을 관통하도록 제2연결봉이 형성되는 것을 특징으로 하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1연결봉의 외측에는 대차의 하부를 탄성 지지하도록 제1 보조스프링이 구비되고,
   상기 제2연결봉에는 상기 연결 프레임의 상면을 탄성 지지하도록 제2 보조스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 액슬박스의 양측에는 연장부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 연장부의 단부 상면에는 절곡 프레임의 하단을 탄성 지지하도록 제3 보조스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 대륙철도차량용 대차의 현가장치.
   

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