WO2016010204A1 - 고속열차용 대차 측면덮개 - Google Patents

고속열차용 대차 측면덮개 Download PDF

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Abstract

고속열차용 대차측면덮개는 베이스 프레임, 부분 덮개부 및 잠금부를 포함한다. 상기 베이스 프레임은 고속열차의 대차부를 커버하고, 상기 대차부를 향하는 내면에 복수의 미세홀들이 형성된다. 상기 부분 덮개부는 상기 베이스 프레임의 일부를 개폐하도록 상기 베이스 프레임 상에 형성되며, 상기 대차부에 위치한 간섭 주도체의 이동에 따라 개방된다. 상기 잠금부는 상기 베이스 프레임의 모서리에 고정되어 상기 베이스 프레임과 상기 차체부의 고정력을 향상시킨다.

Description

고속열차용 대차 측면덮개
본 발명은 고속열차용 대차측면덮개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속열차의 대차부를 커버하여 공기저항을 감소시키고 소음을 저감시키기 위한 고속열차용 대차측면덮개에 관한 것이다.
도 1은 현재 국내에서 운행되고 있는 고속열차(KTX, KTX 산천)(10)의 외부를 도시한 것으로, 도 1에서 확인되는 바와 같이 현재까지 고속열차(10)의 대차부(12)는 외부에 노출된 상태에서 운행되고 있다.
특히 열차의 공기저항 및 공력소음은 주행속도의 2승 및 6승에 비례하여 증가한다고 알려져 있는데, 이를 고려하면, 현재 국내에서 운행되고 있는 고속열차는 상기 대차부(12)가 외부에 노출된 상태로 운행됨에 따라, 공기저항 및 소음발생에 있어서 큰 문제점을 노출하고 있다고 할 수 있다.
이러한 대차부의 외부로의 노출을 방지하여 공기저항 및 소음발생을 감소시키기 위한 대차커버에 대한 개발도 진행되고 있으며, 예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2009-0077494호에서는 철도차량용 대차의 차음장치로서 대차부분을 커버하는 커버본체를 주요 구성으로 하며, 필요한 경우 상기 커버본체가 외부의 액추에이터에 의해 이동되어 수리 및 교환의 편의성도 향상시키는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 현재까지 개발되고 있는 기술의 대부분은, 전통적인 방식의 대차덮개로서 고속열차에 적용되기에는 한계가 있으며, 특히 고속열차에서의 공기저항을 최소화시키고, 소음저감의 효과를 향상시키기에는 문제가 있는 상황이다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 고속열차에 적용되어 공기저항을 감소하여 에너지 효율을 향상시키고 주행소음을 저감하여 사용자의 편의성을 향상시킨 고속열차용 대차측면덮개에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 고속열차용 대차측면덮개는 베이스 프레임, 부분 덮개부 및 잠금부를 포함한다. 상기 베이스 프레임은 고속열차의 대차부를 커버하고, 상기 대차부를 향하는 내면에 복수의 미세홀들이 형성된다. 상기 부분 덮개부는 상기 베이스 프레임의 일부를 개폐하도록 상기 베이스 프레임 상에 형성되며, 상기 대차부에 위치한 간섭 주도체의 이동에 따라 개방된다. 상기 잠금부는 상기 베이스 프레임의 모서리에 고정되어 상기 베이스 프레임과 상기 차체부의 고정력을 향상시킨다.
일 실시예에서, 상기 베이스 프레임의 내면에는 상기 미세홀들과 연결되어 공명공간을 형성하는 공명부가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공명부는 내부에 공명공간을 형성하는 허니컴(honeycomb) 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 간섭 주도체는 대차 윤축 또는 대차 프레임일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 부분 덮개부는, 상기 간섭 주도체가 이동함에 따라 개방되는 한 쌍의 제1 및 제2 덮개들, 상기 제1 및 제2 덮개들의 내면에 고정되어 상기 간섭 주도체와의 접촉에 따른 충격을 흡수하는 보호부, 및 상기 제1 및 제2 덮개들과 상기 베이스 프레임의 내부를 연결하는 댐퍼부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 부분 덮개부는 상기 간섭 주도체의 위치에 따라 복수개가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 고속열차용 대차측면덮개를 형성하는 베이스 프레임의 내면에 미세홀들이 형성되어, 대차부에서 발생하는 소음이나 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.
특히, 상기 미세홀들은 상기 베이스 프레임의 내부에 공명공간을 형성하는 공명부와 연결되므로, 상기 미세홀들을 통해 흡수된 소음이나 진동이 상기 공명공간에서 효과적으로 흡수 및 소멸되어 소음이나 진동의 저감효과가 향상된다.
또한, 대차부의 간섭 주도체의 이동에 따라 개방되는 부분 덮개부가 형성되므로, 고속열차가 회전하는 경우 윤축이나 대차프레임이 대차부의 외부로 이동하는 경우와 같이 대차부의 간섭이 발생하는 경우에도 상기 부분 덮개부의 개방에 따라 윤축이나 대차프레임의 이동이 제한되지 않게 된다. 그리하여, 대차부를 커버하여 공기저항을 감소하고 소음을 저감시키면서도 고속열차의 회전 등의 동적 움직임의 제한이 발생하지 않는다.
특히, 상기 부분 덮개부는 대차부와의 간섭이 발생할 수 있는 모든 위치에 복수개가 형성될 수 있으며, 간섭 주도체와의 접촉에 따른 충격을 흡수하는 보호부를 포함하고, 댐퍼부에 의해 상기 부분 덮개부의 개폐가 원활하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 대차측면덮개는 상기 간섭 주도체의 이동과 무관하게 상기 대차부의 효과적인 차폐가 가능하게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 고속열차의 대차부를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 대차측면덮개를 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2의 대차측면덮개가 고속열차에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 대차측면덮개의 부분 덮개부의 개폐상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 2의 대차측면덮개의 부분 덮개부의 개폐상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2의 대차측면덮개의 내부를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 2의 대차측면덮개가 개방되어 대차부가 노출되는 상태를 도시한 측면도이다.
* 부호의 설명
100 : 대차측면덮개 110 : 부분 덮개부
111 : 제1 덮개 112 : 제2 덮개
113 : 보호부 114 : 댐퍼부
115 : 간섭 주도체 120 : 잠금부
130 : 미세홀 140 : 공명부
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 대차측면덮개를 도시한 정면도이다. 도 3은 도 2의 대차측면덮개가 고속열차에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 고속열차용 대차측면덮개(100)는 베이스 프레임(104), 부분 덮개부(110) 및 잠금부(120)를 포함한다.
상기 베이스 프레임(104)은 고속열차의 대차부를 커버하며, 고속열차의 대차부의 형상에 따라 다양한 형상으로 설계의 변형이 가능할 수 있다. 다만, 현재 국내에서 운행되는 KTX 또는 KTX 산천의 대차부의 형상을 고려하여, 도 2에 도시된 바와 같은 형상의 베이스 프레임(104)에 대하여 예를 들어 설명한다.
상기 베이스 프레임(104)은 제1 덮개부(101), 제2 덮개부(102) 및 제3 덮개부(103)로 구분될 수 있다. 상기 베이스 프레임(104)은 차체부(105)의 외형의 굴곡과 동일한 굴곡으로 형성된 프레임(frame) 형상을 가져, 도 3에 도시된 바와 같이 대차부를 커버하는 경우, 차체부(105)와 동일한 굴곡으로 형성되어 미관을 향상시킬 수 있다.
상기 부분 덮개부(110)는 상기 제1 덮개부(101) 및 상기 제3 덮개부(103)에 각각 형성되며, 상기 베이스 프레임(104)의 형상 또는 상기 대차부 내부의 구조 및 형상 등에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 부분 덮개부(110)가 상기 제1 및 제3 덮개부들(101, 103) 상에 각각 형성된 것을 예로 들어 설명한다. 즉, 후술하겠으나 상기 부분 덮개부(110)는 상기 대차부 내부의 간섭주도체의 위치와 동일한 위치에 형성되므로, 본 실시예는 간섭주도체가 상기 제1 및 제3 덮개부들(101, 103)에 위치하도록 설계된 고속열차에 적용될 수 있다.
상기 잠금부(120)는 상기 베이스 프레임(104)의 내면의 모서리들, 즉 상기 제1 덮개부(101)의 측면 및 상면 모서리, 상기 제2 덮개부(102)의 하면 모서리, 및 상기 제3 덮개부(103)의 측면 및 상면 모서리에 형성될 수 있으며, 상기 잠금부(120)의 형성 위치 및 개수도 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
상기 잠금부(120)는 상기 대차측면덮개(100)를 상기 차체부(105)에 고정할 때, 고정력을 향상시키는 것으로, 예를 들어 전자석을 포함할 수 있다.
도 4는 도 2의 대차측면덮개의 부분 덮개부의 개폐상태를 도시한 평면도이다. 도 5는 도 2의 대차측면덮개의 부분 덮개부의 개폐상태를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 부분 덮개부(110)는 제1 덮개(111), 제2 덮개(112), 보호부(113) 및 댐퍼부(114)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)은 상기 대차측면덮개(100)의 외부방향으로 개방되도록 한 쌍으로 형성되며, 상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)의 내면에는 보호부(113)가 형성된다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)은 상기 베이스 프레임(104)의 제1 덮개부(101) 또는 제3 덮개부(103)와 상기 댐퍼부(114)를 통해 연결된다.
즉, 상기 댐퍼부(114)는 상기 제1 덮개부(101) 또는 상기 제3 덮개부(103)의 내면과 상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)의 내면을 서로 고정하며 연결하고, 상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)이 외부방향으로 개방되는 것을 제어 및 고정한다.
한편, 상기 부분 덮개부(110)는 대차부 내부에 간섭주도체(115)가 위치한 곳에 형성되는데, 상기 간섭주도체(115)란 예를 들어, 대차 윤축이나 대차 프레임과 같이 이동에 따라 상기 부분 덮개부(110)와 접촉되는 내부 구조에 해당된다.
즉, 고속열차가 곡선 주로를 따라 회전하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이 윤축이나 대차 프레임과 같은 간섭주도체(115)가 일 측방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 상기 간섭주도체(115)는 상기 부분 덮개부(110)의 내면에 접촉하게 된다.
이와 같이, 상기 간섭주도체(115)가 상기 부분 덮개부(110)의 내면에 접촉하면 상기 제1 및 제2 덮개들(111, 112)이 외부 방향으로 개방되고, 이에 따라 상기 간섭주도체(115)의 이동이 상기 대차측면덮개(100)에 의해 제한되지 않게 된다.
나아가, 상기 부분 덮개부(110)는 상기 간섭주도체(115) 또는 상기 대차부 내부의 수리나 교환 등의 작업을 수행하기 위해 개방될 수 있어, 작업의 효율성 및 편의성을 향상시킬 수도 있다.
도 6은 도 2의 대차측면덮개의 내부를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 대차측면덮개(100)의 내면에는 미세홀들(130)이 형성되어 상기 대차측면덮개(100)의 내부에서 발생하거나 내부로 유입되는 소음 또는 진동은 상기 미세홀들(130)을 통해 직접 유입된다.
또한, 상기 대차측면덮개(100)의 내부에는 공명부(140)가 형성된다. 이 경우, 상기 공명부(140)는 공명공간(141)을 형성하는 구조를 포함하며, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같은 허니컴(honeycomb) 구조를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 미세홀들(130)은 상기 공명부(140)의 공명공간(141)과 직접 연결되어, 상기 미세홀들(130)을 통해 유입된 소음 또는 진동은 상기 공명공간(141)으로 직접 전달된다. 그리하여, 상기 공명공간(141)에서는 외부로부터 유입된 소음 또는 진동을 공명을 통하여 상쇄시키거나 저감시킨다.
이에 따라, 상기 대차측면덮개(100)의 내부에서 발생하거나 상기 대차측면덮개(100)의 내부로 유입된 소음 또는 진동은 저감된다.
도 7은 도 2의 대차측면덮개가 개방되어 대차부가 노출되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 대차측면덮개(100)는 차체부(105)와 개폐유닛(107)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 개폐유닛(107)의 회전 또는 연장에 따라 상기 대차측면덮개(100)는 대차부로부터 상부로 이동하여, 상기 대차부를 개방하게 된다.
이에 따라, 상기 대차부의 수리 또는 부품 교환이 필요한 경우, 상기 대차측면덮개(100)를 이동시켜 이를 용이하게 수행할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 고속열차용 대차측면덮개를 형성하는 베이스 프레임의 내면에 미세홀들이 형성되어, 대차부에서 발생하는 소음이나 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.
특히, 상기 미세홀들은 상기 베이스 프레임의 내부에 공명공간을 형성하는 공명부와 연결되므로, 상기 미세홀들을 통해 흡수된 소음이나 진동이 상기 공명공간에서 효과적으로 흡수 및 소멸되어 소음이나 진동의 저감효과가 향상된다.
또한, 대차부의 간섭 주도체의 이동에 따라 개방되는 부분 덮개부가 형성되므로, 고속열차가 회전하는 경우 윤축이나 대차프레임이 대차부의 외부로 이동하는 경우와 같이 대차부의 간섭이 발생하는 경우에도 상기 부분 덮개부의 개방에 따라 윤축이나 대차프레임의 이동이 제한되지 않게 된다. 그리하여, 대차부를 커버하여 공기저항을 감소하고 소음을 저감시키면서도 고속열차의 회전 등의 동적 움직임의 제한이 발생하지 않는다.
특히, 상기 부분 덮개부는 대차부와의 간섭이 발생할 수 있는 모든 위치에 복수개가 형성될 수 있으며, 간섭 주도체와의 접촉에 따른 충격을 흡수하는 보호부를 포함하고, 댐퍼부에 의해 상기 부분 덮개부의 개폐가 원활하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 대차측면덮개는 상기 간섭 주도체의 이동과 무관하게 상기 대차부의 효과적인 차폐가 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 고속열차용 대차측면덮개는 KTX, KTX 산천 등 고속열차의 대차부 덮개로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

Claims (6)

  1. 고속열차의 대차부를 커버하고, 상기 대차부를 향하는 내면에 복수의 미세홀들이 형성된 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 일부를 개폐하도록 상기 베이스 프레임 상에 형성되며, 상기 대차부에 위치한 간섭 주도체의 이동에 따라 개방되는 부분 덮개부; 및
    상기 베이스 프레임의 모서리에 고정되어 상기 베이스 프레임과 상기 차체부의 고정력을 향상시키는 잠금부를 포함하는 고속열차용 대차측면덮개.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임의 내면에는 상기 미세홀들과 연결되어 공명공간을 형성하는 공명부가 형성된 것을 특징으로 하는 고속열차용 대차측면덮개.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공명부는 내부에 공명공간을 형성하는 허니컴(honeycomb) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고속열차용 대차측면덮개.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 주도체는 대차 윤축 또는 대차 프레임인 것을 특징으로 하는 고속열차용 대차측면덮개.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부분 덮개부는,
    상기 간섭 주도체가 이동함에 따라 개방되는 한 쌍의 제1 및 제2 덮개들;
    상기 제1 및 제2 덮개들의 내면에 고정되어 상기 간섭 주도체와의 접촉에 따른 충격을 흡수하는 보호부; 및
    상기 제1 및 제2 덮개들과 상기 베이스 프레임의 내부를 연결하는 댐퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속열차용 대차측면덮개.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부분 덮개부는 상기 간섭 주도체의 위치에 따라 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 고속열차용 대차측면덮개.
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