KR20190007399A

KR20190007399A - 철도 차량용 완충장치

Info

Publication number: KR20190007399A
Application number: KR1020180080526A
Authority: KR
Inventors: 김응석
Original assignee: (주)오톡스
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2019-01-22
Also published as: KR102043277B1

Abstract

본 발명은 철도 차량용 완충장치에 관한 것으로서, 인접하는 철도 차량의 차체를 향해 돌출된 봉 형상의 로드; 상기 로드의 축선을 따라 단차를 형성하며 상기 로드와 동심 배치되는 복수의 슬리브를 가지며, 상기 로드를 해당 철도 차량의 차체에 연결하는 슬리브 유니트; 상기 로드 및 상기 로드와 인접하는 슬리브의 사이와, 인접하는 한 쌍의 슬리브 사이에 상기 로드와 동심을 이루며 각각 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 흡수하며 완충하는 복수의 완충부재; 및 상기 로드 및 복수의 상기 슬리브 중 적어도 어느 하나와, 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 완충하는 하나 이상의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 차량용 완충장치{BUFFER FOR RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 철도 차량용 완충장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 철도 차량의 연결부에 설치되어 충격을 흡수하는 철도 차량용 완충장치에 관한 것이다.

철도 차량용 완충장치는 철도 차량의 연결부에 설치되어 충격을 흡수하는 역할을 한다.

여러 대의 객차가 연결된 철도 차량이 발차할 때와 제동시 또는 갑작스런 속도 변화시에 발생되는 앞 뒤 객차간의 속도 차이에 의해 진동이 발생되게 된다.

이러한 진동에 의해 앞 뒤 객차간의 연결부에서 충돌이 일어나면서, 그 충돌로 인하여 발생하는 커다란 충격은 완충장치에 의해 흡수되어, 철도 차량의 차체 및 주행부 그리고 의장, 전장시스템 등의 주요 기능부를 충격으로부터 보호하는 기능을 한다.

한편, 이러한 충격력은 수 톤으로 매우 크게 작용하므로, 큰 충격력을 흡수하기 위하여 사용되는 완충장치도 커다란 충격력을 충분히 완충시킬 수 있어야 하고, 충격력을 견디어 낼 수 있도록 제작되어야 하므로 충격에 강한 금속 재질로 된 구조물과 충격력을 흡수하는 고무판들로 완충 장치를 구성한다.

종래의 철도 차량용 완충장치가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 철도 차량용 완충장치(10)는 주물로 주조된 하우징(21)과, 하우징(21)의 내측에 삽입 설치되는 다수 개의 사각 쿠션패드(22)와, 후방플랜지부(23)가 하우징(21)의 전방측 내면에 삽입되면서, 선단돌출부(24)는 하우징(21)의 전방측으로 노출되게 설치되어 충격력이 제일 먼저 작용하는 플로워(25)와, 하우징(21)의 후방에 설치되는 다수 개의 다이아몬드형 쿠션패드(26)와, 다수 개의 다이아몬드형 쿠션패드(26)를 볼트(27)로서 하우징(21)의 후방에 고정 설치하는 리어플로워(28)로 이루어진다.

사각 쿠션패드(22)와 다이아몬드형 쿠션패드(26)는 소정 두께의 금속판으로된 플레이트(29)의 양측면에 충격흡수용 고무판(30)이 부착된 양면 패드와, 플레이트(29)의 일측면에만 고무판(30)이 부착된 단면 패드로 이루어지며, 사각 쿠션패드(22)와 다이아몬드형 쿠션패드(26)는 모두 5개의 양면 패드가 밀착 접촉되면서, 5개의 양면 패드가 밀착 접촉된 양면 패드의 양측면에 한 개씩의 단면 패드가 밀착되게 설치되어 있다.

이와 같은 종래의 완충장치(10)는 충격이 일차적으로 작용하는 플로워(24)와 다수 개의 사각 쿠션패드(22)가 삽입 설치되는 하우징(21)이 무거운 주물품으로 제작되어서 완충장치(20)의 무게가 증가하게 된다.

따라서, 종래 철도 차량용 완충장치(10)는 무게가 매우 무거우므로, 생산 현장에서 완충장치(10)를 제작할 때 주물품으로 제작되어 무게가 무거운 하우징(21)을 조립하거나 또는 이동, 적재등과 같이 하우징(21)을 취급하는 작업부터 어려움이 있어 생산성이 저하됨은 물론, 무거운 하우징(21)을 취급과정에서 부주의로 인하여 안전사고가 발생될 염려가 많다.

또한, 종래의 철도 차량용 완충장치(10)는 중량이 크므로, 제작 완료된 완충장치(10)를 철도 차량에 설치하거나 보수 점검 작업시에도 어려운 문제점이 있다.

그리고, 종래의 철도 차량용 완충장치(10)는 완충 역할을 하는 복수의 고무판(30)이 철도 차량의 차체에 나란하게 병렬 배치되고, 이에 복수의 고무판(30)이 압축되며 완충하는 압축 방식을 가진다.

따라서, 종래의 철도 차량용 완충장치(10)에서 전단 하중이 작용하는 경우, 복수의 고무판(30)에 전단이 발생하여 완충 능력이 저하될 뿐만 아니라 고무판(30)이 쉽게 파손되어 완충장치(10)로서의 기능을 상실할 염려가 있다. 즉, 종래의 철도 차량용 완충장치(10)는 압축 하중에는 대응이 가능하지만 전단 하중에는 완충 능력이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 출원인은 완충 구조를 개선하여, 구조가 간단하고, 장치의 전체 중량을 줄여 제조 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 철도 차량의 설치 및 보수 작업시 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전단 하중 및 압축 하중에도 대응하며 완충할 수 있는 철도 차량용 완충장치를 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 구조가 간단하고, 장치의 전체 중량을 줄여 제조 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 철도 차량의 설치 및 보수 작업시 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전단 하중 및 압축 하중에도 대응하며 완충할 수 있는 철도 차량용 완충장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 인접하는 철도 차량의 차체를 향해 돌출된 봉 형상의 로드; 상기 로드의 축선을 따라 단차를 형성하며 상기 로드와 동심 배치되는 복수의 슬리브를 가지며, 상기 로드를 해당 철도 차량의 차체에 연결하는 슬리브 유니트; 상기 로드 및 상기 로드와 인접하는 슬리브의 사이와, 인접하는 한 쌍의 슬리브 사이에 상기 로드와 동심을 이루며 각각 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 흡수하며 완충하는 복수의 완충부재; 및 상기 로드 및 복수의 상기 슬리브 중 적어도 어느 하나와, 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 완충하는 하나 이상의 탄성부재를 포함하는, 철도 차량용 완충장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 탄성부재는, 상기 로드의 축선을 따라 상기 로드와 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되는 로드용 탄성부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄성부재는, 상기 로드의 축선과 나란하게 상기 슬리브와 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되는 슬리브용 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 로드의 축선에 대해 방사상으로 상기 완충부재에 마련되어, 상기 완충부재가 외력에 의해 변형된 변형상태에서 외력이 작용하지 않는 원래의 정상상태로 복원하도록 상기 완충부재의 형상을 유지하는 형상유지부재를 더 포함할 수 있다.

상기 형상유지부재는 상기 로드 및 상기 로드와 인접하는 슬리브와, 인접하는 한 쌍의 슬리브에 각각 지지될 수 있다.

상기 로드의 외주에 간격을 두고 함몰 형성되어, 상기 완충부재가 요입되는 복수의 요입홈을 더 포함할 수 있다.

상기 슬리브용 탄성부재는 해당하는 상기 완충부재와 각각, 동일한 탄성계수 또는 상이한 탄성 계수를 가질 수 있다.

복수의 상기 완충부재는 각각 상이한 경도를 갖는 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 완충 구조를 개선함으로써, 구조가 간단하고, 장치의 전체 중량을 줄여 제조 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 철도 차량의 설치 및 보수 작업시 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전단 하중 및 압축 하중에도 대응하며 완충할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치의 사시도,
도 2는 도 1의 종단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치가 적용된 철도 차량의 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치의 사시도,
도 5는 도 4의 종단면도,
도 6은 종래의 철도 차량용 완충장치의 사시도,
도 7은 도 6의 정면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 이하에서는 본 발명이 철도 차량에 적용되는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 기술적 사상은 철도 차량 이외의 서로 연결하여 수송되는 모든 수송수단의 각 연결부에 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)는 로드(110)와, 슬리브 유니트(120)와, 복수의 완충부재(131,133,135)와, 탄성부재(141,151,153)를 포함한다.

로드(110)는 일정 길이의 원형 단면의 봉 형상을 가진다.

로드(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인접하는 철도 차량의 차체(210)를 향해 돌출하도록 마련된다.

한편, 로드(110)에는 완충부재가 요입되는 복수의 요입홈(111)이 마련되어 있다. 복수의 요입홈(111)은 로드(110)의 외주에 간격을 두고 함몰 형성되어 있다. 이와 같이 로드(110)에 요입홈(111)을 형성함으로써, 로드(110)와 후술할 제1슬리브(121) 사이에 후술할 제1완충부재(131)를 마련할 때 제1완충부재(131)의 일부가 로드(110)의 로드(110)에 요입되어, 제1완충부재(131)가 외력에 의해 탄성 변형하더라도 제1완충부재(131)는 로드(110)로부터 분리되지 않고 견고하게 지지된다.

여기서, 본 실시예에서는 로드(110)가 원형 단면형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 로드(110)는 타원형 또는 다각형의 단면형상을 가질 수도 있다.

슬리브 유니트(120)는 복수의 슬리브(121,123,125)로 이루어지며, 각 슬리브(121,123,125)는 원형 단면의 링 형상을 가진다.

복수의 슬리브(121,123,125)는 로드(110)와 동일한 중심축선을 가지며 예컨대, 동심을 이루며 배치된다.

또한, 복수의 슬리브(121,123,125)는 상이한 직경을 가진다. 복수의 슬리브(121,123,125)는 로드(110)와 가까이에 위치할수록 작은 직경의 슬리브가 배치됨과 동시에, 인접하는 슬리브와 부분 중첩하도록 배치된다.

이에 의해, 복수의 슬리브(121,123,125)는 로드(110)의 축선을 따라 단차를 형성한다. 복수의 슬리브(121,123,125)는 상대 이동가능하게 마련될 수 있다.

본 실시예에서는 슬리브 유니트(120)가 3개의 슬리브로 구성되어 있지만 이에 한정되지 않고, 슬리브는 한 쌍 이상으로 마련될 수 있다.

한편, 이하에서는 설명의 편리상, 로드(110)를 부분적으로 둘러싸며 배치되는 슬리브를 제1슬리브(121)라고 하고, 제1슬리브(121)를 부분적으로 둘러싸며 배치되는 슬리브를 제2슬리브(123)이라 하며, 제2슬리브(123)을 부분적으로 둘러싸며 배치되는 슬리브를 제3슬리브(125)라고 한다.

이러한 복수의 슬리브(121,123,125)는 압축 강도 및 충격 강도가 우수한 금속재로 이루어진다.

한편, 제3슬리브(125)의 자유단부에는 철도 차량용 완충장치(100)를 철도 차량의 차체(210)에 장착하기 위한 플랜지(127)가 마련되어 있다. 플랜지(127)는 제3슬리브(125)보다 큰 직경의 원반 형상을 가지며, 제3슬리브(125)의 하단부에 마련된다. 이와 같이, 제3슬리브(125)의 하단부에 플랜지(127)를 마련함에 따라, 제3슬리브(125)와 플랜지(127)는 철도 차량용 완충장치(100)의 하우징 형태를 이룬다.

이러한 플랜지(127)는 볼트(129) 등과 같은 체결수단에 의해 철도 차량의 차체(210)에 체결된다.

복수의 완충부재(131,133,135)는, 로드(110) 및 로드(110)와 인접하는 슬리브의 사이와, 인접하는 한 쌍의 슬리브 사이에 각각 마련된다.

즉, 복수의 완충부재(131,133,135)는, 로드(110) 및 제1슬리브(121) 사이와, 제1슬리브(121) 및 제2슬리브(123) 사이와, 제2슬리브(123) 및 제3슬리브(125) 사이에, 각각 마련된다. 복수의 완충부재(131,133,135)는 각 슬리브(121,123,125)와 마찬가지로, 로드(110)와 동심을 이루며 배치된다.

이하에서는 설명의 편리상, 로드(110) 및 제1슬리브(121) 사이에 위치하는 완충부재를 제1완충부재(131)라고 하고, 제1슬리브(121) 및 제2슬리브(123) 사이에 위치하는 완충부재를 제2완충부재(133)라고 하며, 제2슬리브(123) 및 제3슬리브(125) 사이에 위치하는 완충부재를 제3완충부재(135)라고 한다.

각 완충부재(131,133,135)는 슬리브(121,123,125)의 단면 형상에 대응하여, 원형 단면의 링 형상을 가진다.

각 완충부재(131,133,135)는 인접하는 슬리브(121,123,125)와 중첩하는 부분에 대응하는 길이를 가진다.

완충부재(131,133,135)는 탄성을 가지며, 충격 흡수성이 우수하고, 가공성 및 취급성이 우수한 고무 또는 우레탄 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

각 완충부재(131,133,135)와 각 슬리브(121,123,125)는 벌카나이즈(vulcanize) 접합되어, 견고하게 결합된다.

이로써, 로드(110)는 복수의 슬리브(121,123,125)와 복수의 완충부재(131,133,135)에 의해 철도 차량의 차체(210)에 탄성 지지된다.

한편, 복수의 완충부재(131,133,135)는 각각 상이한 경도(硬度)를 가진다. 즉, 제1완충부재(131)와 제2완충부재(133)과 제3완충부재(135)는 각기 다른 경도를 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)의 복수의 완충부재(131,133,135)는 로드(110)로부터 이격 배치될수록 경도가 높은 재질로 이루어진다.

즉, 제1완충부재(131)는 제2완충부재(133)보다 상대적으로 낮은 경도를 가지고, 제2완충부재(133)은 제3완충부재(135)보다 상대적으로 낮은 경도를 가진다. 일 예로서, 제1완충부재(131)의 경도가 쇼어 경도로서 Hs 40이면, 제2완충부재(133)의 경도는 Hs 50, 제3완충부재(135)의 경도는 Hs 60을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)의 복수의 완충부재(131,133,135)는, 다른 실시예로서 로드(110)로부터 이격 배치될수록 경도가 낮은 재질로 이루어질 수도 있다. 그리고, 또 다른 실시예로서, 복수의 완충부재(131,133,135)는 동일한 경도를 갖는 재질로 이루어질 수도 있다.

이와 같이, 복수의 완충부재(131,133,135)를 로드(110)로부터 이격 배치될수록 경도가 높은 재질로 순차적으로 배치함으로써, 외부로부터의 하중이 로드(110)에 가해지면, 로드(110)로부터 전달된 하중은 상대적으로 가장 낮은 경도를 갖는 제1완충부재(131)에 의해 1차적으로 완충되면서 제2완충부재(133)로 전달된다. 이 때, 제1완충부재(131)는 로드(110)의 축선방향을 따라 압축되면서 탄성 변형되어, 로드(110)는 제1완충부재(131)의 탄성 변위만큼 철도 차량의 차체(210)를 향해 부분적으로 이동한다.

제1완충부재(131)에 의해 1차 완충된 하중은 제1완충부재(131)의 반경방향으로 배치된 제2완충부재(133)로 전달되어 2차적으로 완충되면서 제3완충부재(135)로 전달된다. 이 때, 제2완충부재(133)은 로드(110)의 축선방향을 따라 압축되면서 탄성 변형되어, 로드(110)와 제1완충부재(131)와 제1슬리브(121)는 제2완충부재(133)의 탄성 변위만큼 철도 차량의 차체(210)를 향해 부분 이동한다.

제2완충부재(133)에 의해 2차 완충된 하중은 제2완충부재(133)의 반경방향으로 배치된 제3완충부재(135)로 전달되어 3차적으로 완충되면서 제3슬리브(125)에 연결된 철도 차량의 차체(210)로 전달된다. 이 때, 제3완충부재(135)는 로드(110)의 축선방향을 따라 압축되면서 탄성 변형되어, 로드(110)와 제1완충부재(131)와 제1슬리브(121)와 제2완충부재(133)과 제2슬리브(123)은 제3완충부재(135)의 탄성 변위만큼 철도 차량의 차체(210)를 향해 부분 이동한다.

즉, 로드(110)에 가해지는 하중은, 로드(110)와 각 슬리브(121,123,125) 사이에 배치되는 상이한 경도를 갖는 복수의 완충부재(131,133,135)를 통해 점진적으로 흡수 및 완충되면서, 철도 차량의 차체(210)로 전달된다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)는 상이한 경도를 갖는 복수의 완충부재(131,133,135)가 로드(110)에 대해 동심을 이루며 배치됨에 따라, 로드(110)에 가해지는 하중으로서 전단 하중이 발생하더라도, 완충부재(131,133,135)는 전단 하중을 부드럽게 흡수 및 완충하게 되고, 이에 로드(110)에 가해지는 전단 하중은 각 완충부재(131,133,135)를 거치면서 흡수 및 완충되며 철도 차량의 차체(210)로 전달된다.

여기서, 전술한 실시예에서는 복수의 슬리브(121,123,125)와 복수의 완충부재(131,133,135)가 원형 단면의 링 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 타원형, 또는 다각형의 단면형상을 가질 수도 있다.

탄성부재는 로드(110) 및 복수의 슬리브(121,123) 중 적어도 어느 하나와, 해당 철도 차량의 차체(210) 사이에 탄성 변형가능하게 마련되어, 로드(110)로부터 해당 철도 차량의 차체(210)를 향해 전달되는 하중을 완충한다.

본 실시예에서는 탄성부재로서 로드(110)를 탄성 지지하는 로드용 탄성부재(141)와, 각 슬리브(121,123)를 탄성지지하는 슬리브용 탄성부재(151,153)를 포함한다.

한편, 로드용 탄성부재(141)는 로드(110)의 축선을 따라 로드(110)와 철도 차량의 차체(210) 사이에 탄성 변형가능하게 마련된다. 로드용 탄성부재(141)는 그 일단부가 로드(110)의 단부에 지지되고, 그 타단부가 플랜지(127)에 지지된다. 이로써, 로드용 탄성부재(141)는 로드(110)로부터 해당 철도 차량의 차체(210)를 향해 전달되는 하중을 탄성 변형하며 완충한다. 본 실시예에서는 로드용 탄성부재(141)로서 원형 단면의 코일 스프링이 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다.

슬리브용 탄성부재(151,153)는 슬리브(121,123)와 철도 차량의 차체(210) 사이에 로드(110)의 축선과 나란하게 마련되어 탄성 변형한다. 슬리브용 탄성부재(151,153)는 그 일단부가 슬리브(121,123)의 단부에 지지되고, 그 타단부가 플랜지(127)에 지지된다. 이로써, 슬리브용 탄성부재(151,153)는 슬리브(121,123)로부터 해당 철도 차량의 차체(210)를 향해 전달되는 하중을 완충하며 탄성 변형한다.

이하에서는 설명의 편리상, 제1슬리브(121)를 지지하는 슬리브용 탄성부재를 제1슬리브용 탄성부재(151)라 하고, 제2슬리브(123)를 지지하는 슬리브용 탄성부재를 제2슬리브용 탄성부재(153)라 한다.

한편, 각 슬리브용 탄성부재(151,153)는 각 슬리브(121,123)에 대응하여, 로드(110)의 축선에 대해 동심을 이루며 간격을 두고 배치된다.

즉, 제1슬리브용 탄성부재(151)는 로드용 탄성부재(141)와 간격을 두고 둘러싸며 배치되고, 제2슬리브용 탄성부재(153)는 제1슬리브용 탄성부재(151)와 간격을 두고 둘러싸며 배치된다.

본 실시예에서는 슬리브용 탄성부재(151,153)로서 원형 단면의 코일 스프링이 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다.

또한, 슬리브용 탄성부재(151,153)는 해당하는 완충부재(131,133)와 각각, 동일한 탄성 계수 또는 상이한 탄성 계수를 가질 수 있다.

즉, 제1완충부재(131)와 제1슬리브용 탄성부재(151), 제2완충부재(133)와 제2슬리브용 탄성부재(153)는 각각, 동일한 탄성 계수 또는 상이한 탄성 계수를 가질 수 있다.

그리고, 각 슬리브용 탄성부재(151,153)는 동일한 탄성 계수 또는 상이한 탄성 계수를 가질 수 있다.

여기서, 본 실시예에서는 탄성부재로서 로드용 탄성부재(141)와 슬리브용 탄성부재(151,153)가 모두 마련되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 로드용 탄성부재(141) 또는 슬리브용 탄성부재(151,153)만 마련될 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)는 로드(110)의 축방향으로의 변위를 측정하기 위한 변위측정센서(161)를 더 포함할 수 있다.

변위측정센서(161)는 플랜지(127)에 마련되어, 로드(110)의 축방향으로의 이동을 감지한다.

한편, 변위측정센서(161)에 의해 측정된 변위 데이터는 철도 차량의 중앙 제어부(미도시)로 전송되고, 중앙 제어부는 변위측정센서(161)로부터 전송된 변위 데이터가 기준 변위 데이터 범위를 벗어나는지를 판단하여, 기준 변위 데이터 범위를 벗어난다고 판단되면, 철도 차량 운전자에게 알리거나, 또는 철도 차량이 제동되도록 비상 제어할 수도 있다.

여기서, 변위측정센서(161)로서 초음파 변위센서, 레이저 변위센서, 포토센서 등이 마련될 수 있다.

한편, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)가 장착된 철도 차량이 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100)의 로드(110)는, 인접하는 다른 철도 차량의 차체(210)에 장착된 본 발명에 따른 철도 차량용 완충장치(100)의 로드(110)와 상호 대향하도록 설치된다.

이로써, 양 철도 차량의 차체(210)의 충돌시 발생하는 하중은 각 완충장치(100)의 로드(110)와 각 완충부재(131,133,135)와 각 슬리브(121,123,125)를 순차적으로 거치면서 흡수 및 완충되어, 해당 철도 차량(200)의 차체(210)에 완화된 하중으로 전달된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 외부의 충격이 가해지는 로드(110)를 중심으로 복수의 슬리브(121,123,125)를 동심 배치하고, 각 슬리브(121,123,125) 사이에는 상이한 경도를 갖는 완충부재(131,133,135)를 구비함으로써, 로드(110)에 가해지는 하중을 원만하게 흡수하며 완충하여 철도 차량의 차체(210)에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단하고, 장치의 전체 중량을 줄여 제조 생산성을 향상시키고, 설치 및 보수작업 또한 간편하게 할 수 있게 된다.

특히, 복수의 완충부재(131,133,135)가 로드(110)에 대해 동심을 이루며 배치되고, 상이한 경도를 갖는 각 완충부재(131,133,135)가 단계별로 충격하중을 서서히 완화시킴에 따라, 로드(110)에 가해지는 하중으로서 압축 하중 및 전단 하중이 발생하더라도 완충부재(131,133,135)가 부드럽게 완충하게 되어, 장치의 파손을 줄이며, 완충 능력을 더욱 향상시킬 수 있고, 구현의 자유도도 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 로드(110)와 각 슬리브(121,123)가 각각, 탄성부재(141,151,153)에 의해 탄성 지지되므로, 로드(110)와 각 슬리브(121,123)가 하중을 받을 때, 하중을 보다 원만하게 흡수하며 완충하여 철도 차량의 차체(210)에 전달하여, 철도 차량의 차체(210) 및 주행부 그리고 의장, 전장시스템 등의 주요 기능부를 충격으로부터 보호할 수 있게 된다.

한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치가 도시되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 철도 차량용 완충장치(100′)는, 전술한 일 실시예와 달리, 형상유지부재(171,173,175)를 더 포함한다.

본 실시예에서의 형상유지부재(171,173,175)는 원형 단면의 코일 스프링으로 이루어지며, 로드(110)의 축선에 대해 방사상으로 각 완충부재(131,133,135)에 마련된다.

즉, 제1완충부재(131)에 배치되는 제1형상유지부재(171)는 로드(110)의 축선에 대해 방사상으로 제1완충부재(131)에 간격을 두고 배치됨과 동시에, 제1형상유지부재(171)의 양단부는 로드(110)와 제1슬리브(121)에 각각 지지된다. 또한, 제1완충부재(131)에는 제1형상유지부재(171)가 관통 결합되는 제1관통공(181)이 형성되어 있다. 제1관통공(181)은, 제1완충부재(131)의 탄성 변형시 제1형상유지부재와 제1완충부재(131) 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 제1형상유지부재(171)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가진다.

제2완충부재(133)에 배치되는 제2형상유지부재(173)는 로드(110)의 축선에 대해 방사상으로 제2완충부재(133)에 간격을 두고 배치됨과 동시에, 제2형상유지부재(173)의 양단부는 제1슬리브(121)와 제2슬리브(123)에 각각 지지된다. 또한, 제2완충부재(133)에는 제2형상유지부재(173)가 관통 결합되는 제2관통공(183)이 형성되어 있다. 제2관통공(183)은, 제2완충부재(133)의 탄성 변형시 제2형상유지부재(173)와 제2완충부재(133) 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 제2형상유지부재(173)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가진다.

제3완충부재(135)에 배치되는 제3형상유지부재(175)는 로드(110)의 축선에 대해 방사상으로 제3완충부재(135)에 간격을 두고 배치됨과 동시에, 제3형상유지부재(175)의 양단부는 제2슬리브(123)와 제3슬리브(125)에 각각 지지된다. 또한, 제3완충부재(135)에는 제3형상유지부재(175)가 관통 결합되는 제3관통공(185)이 형성되어 있다. 제3관통공(185)은, 제3완충부재(135)의 탄성 변형시 제3형상유지부재(175)와 제3완충부재(135) 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 제3형상유지부재(175)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가진다.

여기서, 본 실시예에서는 형상유지부재(171,173,175)로서 원형 단면의 코일 스프링이 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 형상유지부재(171,173,175)는 탄성 변형 가능한 형상기억합금 소재로 이루어진 봉 형상으로 이루어질 수도 있다.

이와 같이, 각 완충부재(131,133,135)에 형상유지부재(171,173,175)를 더 마련함으로써, 슬리브 유니트(120)에 전후, 좌우, 상하방향으로 작용하는 외력에 대해, 각 형상유지부재(171,173,175)가 다양한 형태로 탄성 변형하며, 로드(110) 및 각 완충부재(131,133,135)에 가해지는 하중을 원만하게 흡수하며 완충하여 철도 차량의 차체(210)에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 외력이 제거된 경우 형상유지부재(171,173,175)의 탄성력에 의해 각 완충부재(131,133,135)를 외력이 작용하지 않는 원래의 정상상태로 신속하게 복원시켜, 완충부재(131,133,135)의 형상을 유지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예들에서는 제3슬리브의 하단부에 플랜지를 마련하여 플랜지를 체결수단을 의해 철도 차량의 차체에 체결하는 것으로 도시되어 있지만, 플랜지를 구비하지 않고 제3슬리브를 철도 차량의 차체에 직접 지지할 수도 있다. 이 때, 로드용 탄성부재와 각 슬리브용 탄성부재의 일단부는 철도 차량의 차체에 직접 지지될 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100,100′: 철도 차량용 완충장치
110: 로드
120: 슬리브 유니트
121,123,125: 슬리브
131,133,135: 완충부재
141: 로드용 탄성부재
151,153: 슬리브용 탄성부재
171,173,175: 형상유지부재
200: 철도 차량
210: 차체

Claims

인접하는 철도 차량의 차체를 향해 돌출된 봉 형상의 로드;
상기 로드의 축선을 따라 단차를 형성하며 상기 로드와 동심 배치되는 복수의 슬리브를 가지며, 상기 로드를 해당 철도 차량의 차체에 연결하는 슬리브 유니트;
상기 로드 및 상기 로드와 인접하는 슬리브의 사이와, 인접하는 한 쌍의 슬리브 사이에 상기 로드와 동심을 이루며 각각 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 흡수하며 완충하는 복수의 완충부재; 및
상기 로드 및 복수의 상기 슬리브 중 적어도 어느 하나와, 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되어, 상기 로드로부터 상기 해당 철도 차량의 차체를 향해 전달되는 하중을 완충하는 하나 이상의 탄성부재를 포함하는, 철도 차량용 완충장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는,
상기 로드의 축선을 따라 상기 로드와 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되는 로드용 탄성부재를 포함하는, 철도 차량용 완충장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는,
상기 로드의 축선과 나란하게 상기 슬리브와 상기 해당 철도 차량의 차체 사이에 탄성 변형가능하게 마련되는 슬리브용 탄성부재를 포함하는, 철도 차량용 완충장치.
제1항에 있어서,
상기 로드의 축선에 대해 방사상으로 상기 완충부재에 마련되어, 상기 완충부재가 외력에 의해 변형된 변형상태에서 외력이 작용하지 않는 원래의 정상상태로 복원하도록 상기 완충부재의 형상을 유지하는 형상유지부재를 더 포함하는, 철도 차량용 완충장치.
제4항에 있어서,
상기 형상유지부재는 상기 로드 및 상기 로드와 인접하는 슬리브와, 인접하는 한 쌍의 슬리브에 각각 지지되는, 철도 차량용 완충장치.
제1항에 있어서,
상기 로드의 외주에 간격을 두고 함몰 형성되어, 상기 완충부재가 요입되는 복수의 요입홈을 더 포함하는, 철도 차량용 완충장치.
제3항에 있어서,
상기 슬리브용 탄성부재는 해당하는 상기 완충부재와 각각, 동일한 탄성 계수 또는 상이한 탄성 계수를 갖는, 철도 차량용 완충장치.
제1항에 있어서,
복수의 상기 완충부재는 각각 상이한 경도를 갖는 재질로 이루어진, 철도 차량용 완충장치.