KR20140089396A

KR20140089396A - 철도 차량용 조타 대차

Info

Publication number: KR20140089396A
Application number: KR1020147014397A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 시모카와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-07-14
Also published as: JP5708453B2; AU2012338135A1; AU2012338135B2; KR101534451B1; TWI465358B; EP2781423A1; TW201325963A; US20140310908A1; WO2013073285A1; CA2855728A1; CN103974870A; CA2855728C; EP2781423B1; CN103974870B; US9352760B2; JP2013103689A; EP2781423A4

Abstract

곡선 구간의 통과 시에만, 답면 청소 장치를 동작시킨다.
대차의 윤축(2)을 조타 가능하게 구성한 조타 대차(11)이다. 조타 대차(11)의 대차 프레임(1)의, 차륜(2a)의 답면(2aa)과 상대하는 위치에, 답면(2aa)에 대한 접리 이동 가능하게 부착된 청소자(12a)와, 청소자(12a)를 차륜 답면측에 탄성 가압하는 누름 하중 부가용 스프링(12c)과, 곡선 구간 통과 시에, 조타에 의한 윤축(2)의 차량 진행 방향의 전후 동작에 의해, 차륜(2a)의 답면(2aa)이 가까워지는 내궤측만 접촉하고, 곡선 구간 통과 시에 차륜(2a)의 답면(2aa)이 멀어지는 외궤측 및 직선 구간 주행 시는 접촉하지 않도록, 청소자(12a)의 차륜 답면에 대한 접근 이동을 구속하는 스토퍼(12d)를 가지는 답면 청소 장치를 구비한다.
곡선 구간 통과 시의 차륜 답면이 가까워지는 내궤측의 청소자 만이 차륜에 접하므로, 청소자의 마모를 억제할 수 있다.

Description

철도 차량용 조타 대차{STEERING BOGIE FOR RAILWAY VEHICLE}

본 발명은, 대차의 윤축을 조타하는 철도 차량용 조타 대차에 관한 것이며, 특히 곡선 구간의 통과 시에, 차륜 답면에 부착된 유분 등의 먼지를 청소 가능한 조타 대차에 관한 것이다.

철도 차량의 제동 장치로서, 답면 브레이크와 디스크 브레이크가 있다. 이 중, 답면 브레이크는, 차륜 답면에 유분 등의 먼지가 부착되어도, 제동 시에, 브레이크 제륜자 자체로 먼지를 제거하여 차륜 답면을 적당히 청소하므로 문제가 되지는 않는다(예를 들면 특허 문헌 1의 단락 0007).

그러나 디스크 브레이크의 경우는, 제동 시에, 답면 브레이크와 같은 답면 청소가 행해지지 않기 때문에, 차륜 답면에 유분 등의 먼지가 일단 부착되면, 활주의 원인이 된다는 문제가 있다.

그 때문에, 디스크 브레이크를 설치한 철도 차량용 대차의 경우는, 답면 청소 장치를 별도 설치하여, 차륜 답면을 필요에 따라 청소할 필요가 있다.

철도 차량용 대차에 별도 설치하는 답면 청소 장치 중, 디스크 브레이크축에 설치하는 답면 청소 장치에는, 정압 스프링에 의해 차륜 답면에 항상 청소자(淸掃子)를 대고 누르는 타입과, 차량측으로부터의 신호에 의해 필요 시에 청소자를 차륜 답면에 대고 누르는 가동 타입이 있다.

이 중, 전자는 답면 청소 장치가 간소하고 저비용이지만, 청소자를 차륜 답면에 항상 대고 누르고 있기 때문에, 청소자의 마모가 증가한다.

특히 조타 대차에 설치한 경우는, 직선 구간의 주행 시(도 4(a)), 곡선 구간의 통과 시(도 4(b)(c)) 중 어느 경우에도, 청소자가 차륜 답면에 대고 눌러지도록 이루어져 있다. 따라서, 곡선 구간의 통과 시에 차륜이 대차 프레임에 가까워지는 내궤측(도 4(b))은, 통상 대차의 경우보다 청소자의 차륜 답면에 대해 대고 누르는 힘이 커져 마모가 보다 커진다.

또한, 도 4 중의 1은 대차 프레임, 2는 차륜(2a)과 차축(2b)으로 이루어지는 윤축, 3은 대차 프레임(1)에 링크(4)를 통하여 요동 가능하게 부착된 청소자, 5는 청소자(3)를 차륜(2a)의 답면(2aa)에 대고 누르는 정압 스프링, 6은 축상자, 7은 축스프링을 나타낸다.

한편, 가동 타입의 답면 청소 장치는, 필요 시에만 청소자를 차륜 답면에 대고 누르므로, 청소자의 마모를 억제할 수 있지만, 기구가 복잡해져 장치 자체의 비용이 높아진다는 문제가 있다.

일본국 특허 제3516907호 공보

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 종래의 디스크 브레이크축에 설치하는 답면 청소 장치 중, 정압 스프링에 의해 청소자를 차륜 답면에 항상 대고 누르는 타입은, 청소자의 마모가 증가한다는 점이다. 한편, 차량측으로부터의 신호에 의해 필요 시에 청소자를 차륜 답면에 대고 누르는 가동 타입은, 기구가 복잡해져 장치 자체의 비용이 높아진다는 점이다.

본 발명은, 정압 누름 타입의 답면 청소 장치에 있어서, 조타 대차의 윤축의 전후 방향의 움직임을 활용하여, 지상 도유(塗油)를 행하고 있는 곡선 구간의 통과 시에만, 답면 청소 장치를 동작시킴으로써, 청소자의 마모를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 철도 차량용 조타 대차는,

대차의 윤축을 조타 가능하게 구성한 조타 대차로서,

상기 조타 대차의 대차 프레임의, 차륜 답면과 상대하는 위치에, 차륜 답면에 대한 접리(接離) 이동 가능하게 부착된 청소자와,

이 청소자를 차륜 답면측에 탄성 가압하는 누름 하중 부가용 스프링과,

곡선 구간 통과 시에, 조타에 의한 윤축의 차량 진행 방향의 전후 동작에 의해, 차륜 답면이 가까워지는 내궤측만 접촉하고, 곡선 구간 통과 시에 차륜 답면이 멀어지는 외궤측 및 직선 구간 주행 시는 접촉하지 않도록, 상기 청소자의 차륜 답면에 대한 접근 이동을 구속하는 스토퍼를 가지는 답면 청소 장치를 구비한 것을 가장 주요한 특징으로 하고 있다.

본 발명의 조타 대차는, 곡선 구간 통과 시의 차륜 답면이 가까워지는 내궤측의 청소자만을 차륜 답면에 대고 누르고, 곡선 구간 통과 시의 차륜 답면이 멀어지는 외궤측 및 직선 구간 주행 시의 청소자는 차륜 답면에 접촉하지 않기 때문에, 청소자의 마모를 억제할 수 있다.

본 발명에서는, 조타 대차 특유의 곡선 구간에서의 윤축의 차량 진행 방향의 전후 동작을 고려하여, 곡선 구간 통과 시의 차륜 답면이 가까워지는 내궤측의 청소자만이 차륜에 접하도록 하여 차륜 답면에 부착된 기름을 제거하므로, 청소자의 마모를 억제할 수 있다.

도 1은 직선 구간 주행 시에 있어서의 본 발명의 조타 대차의 주요부 설명도이다.
도 2는 곡선 구간 통과 시에 있어서의 본 발명의 조타 대차의 주요부 설명도이며, (a)는 차륜이 대차 프레임에 가까워지는 내궤측의 도면, (b)는 차륜이 대차 프레임으로부터 멀어지는 외궤측의 도면이다.
도 3은 청소자의 차륜 답면에 대한 접근 이동을 구속하는 스토퍼의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 4는 종래의 정압 스프링식의 답면 청소 장치를 구비한 조타 대차의 주요부 설명도이며, (a)는 직선 구간 주행 시, (b)는 곡선 구간 통과 시에 차륜이 대차 프레임에 가까워지는 내궤측의 도면, (c)는 곡선 구간 주행 시에 차륜이 대차 프레임으로부터 멀어지는 외궤측의 도면이다.

본 발명에서는, 청소자의 마모를 억제한다는 목적을, 곡선 구간 통과 시에 대차 프레임에 차륜 답면이 가까워지는 내궤측의 청소자 만이 접촉하고, 곡선 구간 통과 시에 차륜이 대차 프레임으로부터 멀어지는 외궤측이나 직선 구간 주행 시는 접촉하지 않게 함으로써 실현했다.

<실시예>

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.

도 1은 직선 구간 주행 시에 있어서의 본 발명의 조타 대차의 주요부 설명도, 도 2는 곡선 구간 통과 시에 있어서의 본 발명의 조타 대차의 주요부 설명도이다.

11은, 곡선 구간의 통과 시, 조타 장치에 의해 윤축(2)을 차량 진행 방향의 전후로 이동시키는 본 발명의 조타 대차이며, 예를 들면 대차 프레임(1)의, 차륜(2a)의 답면(2aa)과 상대하는 위치에, 답면(2aa)에 대한 접리 이동이 가능하도록 청소자(12a)를 부착하고 있다.

도 1 및 도 2에서는, 청소자(12a)는, 대차 프레임(1)의, 차륜(2a)의 답면(2aa)과 상대하는 위치 중, 대차의 차량 진행 방향 전후에 있어서의 중심측의 위치에, 링크(12b)를 통하여 설치한 것을 나타내고 있다.

12c는, 답면(2aa)에 부착된 유분 등을 제거하기 위해, 상기 청소자(12a)를 차륜(2a)의 답면(2aa)을 향해 상시 탄성 가압하는 누름 하중 부가용 스프링이다. 즉, 본 발명에서는, 답면 청소 장치(12)로서, 제작 비용상 유리한 정압 누름 타입인 것을 채용하고 있다.

그러나 단순히 조타 대차(11)에 정압 누름 타입의 답면 청소 장치(12)를 설치한 경우는, 곡선 구간의 통과 시, 차륜(2a)이 대차 프레임(1)에 가까워지는 내궤측의 청소자(12a)의 답면(2aa)에 대해 대고 누르는 힘이, 통상 대차의 경우보다 커져, 마모되기 쉬워진다.

그런데 차륜(2a)의 답면(2aa)을 청소하는 주된 목적은, 답면(2aa)에 부착된 유분을 제거하여 활주를 방지하는 것이기 때문에, 지상 도유를 행하고 있는 곡선 구간의 내궤측의 차륜(2a)의 답면(2aa)만을 청소하면 되게 된다. 한편, 조타 대차(11)는, 곡선 구간을 통과할 때만, 윤축(2)이 곡선 반경에 따라 차량 진행 방향의 전후로 동작한다.

따라서, 곡선 구간의 통과 시, 윤축(2)이 차량 진행 방향의 전후로 동작했을 때에, 대차 프레임(1)에 차륜(2a)이 가까워지는 내궤측만, 청소자(12a)를 차륜(2a)의 답면(2aa)에 접촉시키면 된다.

그래서, 본 발명에서는, 조타 대차 특유의, 곡선 구간에서의 윤축(2)의 차량 진행 방향의 전후 동작을 활용함으로써, 곡선 구간의 통과 시, 대차 프레임(1)에 가까워지는 내궤측의 차륜(2a)의 답면(2aa)에만 청소자(12a)를 대고 누르는 것으로 했다.

즉, 본 발명에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 직선 구간의 주행 시에는, 차륜(2a)의 답면(2aa)에 상기 청소자(12a)가 접촉하지 않도록, 청소자(12a)의 답면(2aa)에 대한 접근 이동을 구속하는 스토퍼(12d)를 설치하는 것이다.

예를 들면 도 1 및 도 2의 예에서는, 기단측의 위치를 고정하고, 선단에 청소자(12a)를 부착한 스프링(12c)의 신장을, 스토퍼(12d)에 의해 스프링의 선단측에서 저지하고, 청소자(12a)의 답면(2aa)에 대한 접근 이동을 구속하는 것을 나타내고 있다.

그런데 답면에 기름을 공급하는 지상 도유 장치는, 급곡선, 즉 곡선 반경이 작은 곡선에만 설치되어 있다.

따라서, 본 발명에서는, 직선 구간 주행 시에 있어서의 차륜(2a)의 답면(2aa)과 청소자(12a)의 간극 d를, 예를 들면 지상 도유 장치가 설치되어 있을 동안의 가장 곡선 반경이 큰 곡선을 조타 대차(11)가 통과할 때의, 윤축(2)의 전후 움직임량보다 조금 작게 한다.

이와 같이 하면, 차륜(2a)의 답면(2aa)과 청소자(12a)가 접촉하는 기간을, 지상 도유 장치가 설치되어 있는 곡선 구간의 통과 시에만 한정할 수 있으므로, 청소자(12a)의 마모를 억제할 수 있다.

또, 상기 청소자(12a)의 설치 위치는, 답면(2aa)에 대한 접리 이동이 가능하면, 어떠한 위치여도 되지만, 가능한 한, 궤도 R과 높이 방향으로 평행한 수평 형상으로, 차축(2b)의 중심 높이 위치 부근에 설치하는 것이, 메인터넌스의 관점에서는 바람직하다.

상기 구성의 본 발명의 조타 대차(11)에서는, 지상 도유 장치가 설치되어 있지 않은 직선 구간의 주행 시에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 청소자(12a)와 차륜(2a)의 답면(2aa)의 사이에는 간극 d가 존재하여, 청소자(12a)와 답면(2aa)은 접촉하지 않는다.

한편, 지상 도유 장치가 설치된 곡선 구간의 통과 시에는, 조타에 의한 윤축(2)의 차량 진행 방향의 전후 동작에 의해, 차륜(2a)의 답면(2aa)이 가까워지는 내궤측만 접촉하여(도 2(a)), 답면(2aa)에 부착된 유분 등의 먼지를 청소한다. 이때, 차륜(2a)의 답면(2aa)이 멀어지는 외궤측은 접촉하지 않는다(도 2(b)).

즉, 본 발명의 조타 대차(11)에서는, 예를 들면 지상 도유 장치가 설치된 곡선 구간 통과 시의, 내궤측에 위치하는 차륜(2a)의 답면(2aa)만을 청소자(12a)로 청소하고, 곡선 구간 통과 시의 외궤측이나, 직선 구간 주행 시는 접촉하지 않는다. 따라서, 청소자(12a)의 마모를 효과적으로 억제할 수 있다.

그리고 상기 지상 도유 장치가 설치된 곡선 구간 통과 시에, 내궤측에 위치하는 차륜(2a)의 답면(2aa)에만 청소자(12a)를 대고 누르는 작용도, 조타 대차 특유의 윤축(2)의 움직임을 활용하여 행하고, 별도 실린더 등을 사용하지 않는다. 따라서, 장치 자체의 구성도 간이하며 메인터넌스도 용이하다.

본 발명은 상기의 예에 한정되지 않고, 각 청구항에 기재된 기술적 사상의 범주이면, 적절히 실시의 형태를 변경해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면, 도 1 및 도 2에 나타낸 예에서는, 청소자(12a)의 답면(2aa)에 대한 접근 이동의 구속을, 기단측의 위치를 고정한 스프링(12c)의 선단측에서, 스프링(12c)의 신장을 저지함으로써 행하는 것을 나타내고 있다.

그러나 도 3에 나타내는 바와 같이, 선단에 청소자(12a)를, 선단측에 스프링(12c)의 선단을 구속하는 플랜지(12f)를 설치한 로드(12e)를, 기단측의 위치를 고정한 스프링(12c)에 관통시킨 것이어도 된다. 이 경우, 로드(12e)의 기단측의 너트(12g)의 조임에 의해 스프링(12c)의 길이를 조정하여 청소자(12a)의 답면(2aa)에 대한 접근 이동을 구속한다.

또, 본 발명에서 적용하는 조타 대차의 조타 방식은, 액티브 강제 조타 방식, 반강제 조타 방식 중 어느 방식에도 적용 가능하다. 또한, 액티브 강제 조타 방식이란, 공압, 유압 혹은 전동 방식의 액츄에이터를 사용하여, 외부로부터 에너지를 투입하여 제어하면서 능동적으로 윤축을 조타하는 방식이다. 한편, 반강제 조타 방식이란, 차체·대차·윤축을 링크 등의 기계적 기구로 연결하여, 곡선 통과 시에 차체·대차 간에 발생하는 보기 변위를 구동력으로 하는 방식이다.

1: 대차 프레임 2: 윤축
2a: 차륜 2aa: 답면
2b: 차축 11: 조타 대차
12: 답면 청소 장치 12a: 청소자
12c: 스프링 12d: 스토퍼

Claims

대차의 윤축을 조타 가능하게 구성한 조타 대차로서,
상기 조타 대차의 대차 프레임의, 차륜 답면과 상대하는 위치에, 차륜 답면에 대한 접리(接離) 이동 가능하게 부착한 청소자(淸掃子)와,
이 청소자를 차륜 답면측에 탄성 가압하는 누름 하중 부가용 스프링과,
곡선 구간 통과 시에, 조타에 의한 윤축의 차량 진행 방향의 전후 동작에 의해, 차륜 답면이 가까워지는 내궤측만 접촉하고, 곡선 구간 통과 시에 차륜 답면이 멀어지는 외궤측 및 직선 구간 주행 시는 접촉하지 않도록, 상기 청소자의 차륜 답면에 대한 접근 이동을 구속하는 스토퍼를 가지는 답면 청소 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 철도 차량용 조타 대차.
청구항 1에 있어서,
상기 청소자는, 가능한 한, 궤도와 높이 방향으로 평행한 수평 형상으로, 차축의 중심에 가까운 높이 위치에 설치한 것임을 특징으로 하는 철도 차량용 조타 대차.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 청소자는, 대차의 차량 진행 방향 전후에 있어서의 중심측에 설치한 것임을 특징으로 하는 철도 차량용 조타 대차.
청구항 3에 있어서,
직선 구간 주행 시에 있어서의 상기 청소자와 차륜 답면의 간극은, 지상 도유(塗油) 장치가 설치되어 있는 곡선 중, 가장 곡선 반경이 큰 곡선을 조타 대차가 통과할 때의, 윤축의 전후 움직임량보다 작은 것을 특징으로 하는 철도 차량용 조타 대차.