KR20170073008A

KR20170073008A - 철도차량 연결기용 완충장치

Info

Publication number: KR20170073008A
Application number: KR1020150181184A
Authority: KR
Inventors: 권태수; 정현승; 김진성
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2035-12-17
Also published as: KR101762733B1

Abstract

본 발명은 철도차량 연결기용 완충장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 연결시에 발생하는 충격을 완충하는 버퍼부 이외에 추가적인 완충장치를 연결기에 더 구비하여, 버퍼부로 해소할 수 없는 충격이 가해질 경우에 작동하도록 하여 철도차량이 파손되는 것을 안정적으로 방지할 수 있는 철도차량 연결기용 완충장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 헤드부와 생크부로 이루어지는 철도차량 연결기용 완충장치에 있어서, 상기 헤드부의 단부에 설치되는 제1연결부재와, 상기 제1연결부재의 타측 생크부에 구비되는 제2연결부재와, 상기 제1연결부재와 제2연결부재의 마주보는 단부를 연결하는 디포메이션 프로텍터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

철도차량 연결기용 완충장치{shock absorber apparatus for coupling of railway vehicle}

본 발명은 철도차량 연결기용 완충장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 연결시에 발생하는 충격을 완충하는 버퍼부 이외에 추가적인 완충장치를 연결기에 더 구비하여, 버퍼부로 해소할 수 없는 충격이 가해질 경우에 작동하도록 하여 철도차량이 파손되는 것을 안정적으로 방지할 수 있는 철도차량 연결기용 완충장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 다수개가 연결되어 열차를 이루어 운행되는데, 이를 위해 철도차량의 전두부와 후미부에는 철도차량을 서로 연결하기 위한 연결기가 각각 구비된다.

이 연결기는 철도차량, 승객 및 화물의 하중을 지탱하기 위한 언더프레임의 센터실에 설치되는데, 철도차량 간의 연결기가 서로 충돌할 경우 그 충돌로 인해 전달되는 충격을 완화하기 위한 완충장치를 통해 센터실에 고정설치된다.

이러한 종래의 철도차량 연결기용 완충장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연결기(CT)의 끝단에 설치되어 연결기(CT)와 언더프레임(UF)의 센터실(CS)을 연결하는 버퍼부(10) 및 이 버퍼부(10)를 센터실(CS)에 고정하는 다수의 고정리벳(20)으로 이루어진다.

여기서 상기 버퍼부(10)는 다판식 고무버퍼 등과 같은 버퍼(11)와 브래킷(12)으로 구성되는데, 이 버퍼(11)가 연결기(CT)를 통해 전달되는 충격을 흡수하게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 철도차량 연결기용 완충장치는, 버퍼부(10)가 다수의 고정리벳(20)을 통해 센터실(CS)에 견고하게 고정되므로, 버퍼부(10)가 흡수할 수 있는 용량을 초과하는 강한 충격이 가해진 경우, 버퍼부(10)에 흡수되지 못한 충격이 다수의 고정리벳(20)을 통해 센터실(CS)에 전달되어 센터실(CS)이나 버퍼부(10)가 파손되는 문제점이 있다.

이에 따라, 철도차량이 강하게 충돌한 경우에는 연결기(CT)와 완충장치뿐만 아니라 센터실(CS)이나 언더프레임(UF)도 파손되는데, 철도차량의 언더프레임(UF)과 센터실(CS)은 수리하기 난해하고, 그 수리 비용 및 기간이 많이 소요되는 단점이 있다.

또한, 이렇게 충격을 안정적으로 흡수하지 못함으로 인해 객실 내부의 승객이나 화물 등에 가해지는 충격량도 커질 뿐만 아니라, 철도차량 간의 강한 충격에 의해 철도차량이 상측으로 들리게 되는 타오름 현상에 의해 해당 철도차량이 탈선될 수 있으며, 그러한 철도차량의 탈선에 따른 승객의 부상이나 화물 파손의 위험이 많은 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1135045호 한국등록실용신안 제20-0149433호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤드부와 생크부로 이루어져 철도차량을 연결하는 연결기는 철도차량의 언더프레임에 형성되는 센터실에 설치되고, 상기 센터실에는 철도차량의 연결시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 버퍼부가 형성되는데, 상기 생크부에 추가적으로 완충장치를 구비하여 철도차량의 연결시에 버퍼부로 해소할 수 없는 정도의 과도한 충격이 발생할 경우 이를 해소하여 철도차량이 손상되는 것을 방지할 수 있는 철도차량 연결기용 완충장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 연결부에 구비되는 완충장치는 헤드부의 단부에 설치되는 제1연결부재와 제1연결부재가 내측으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2연결부재와 상기 제1,2연결부재의 단부를 연결 고정하는 디포메이션 프로텍터와, 상기 제1연결부재의 외측에 구비되는 완충관으로 이루어져, 버퍼부에서 해소할 수 없을 정도의 충격이 가해질 경우 상기 디포메이션 프로텍터가 절단되어 제1연결부재가 제2연결부재의 내측으로 슬라이딩되며, 제2연결부재의 전단에 형성되는 압괴부에 의해 완충관이 확관되는 과정에서 충격을 해소하도록 하여, 버퍼부에서 해소할 수 있는 충격이 가해질 경우에는 작동하지 않고, 버퍼부에서 해소할 수 없는 강한 충격이 가해질 경우 작동하여 철도차량의 파손을 안정적으로 방지할 수 있는 철도차량 연결기용 완충장치를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

헤드부와 생크부로 이루어지는 철도차량 연결기용 완충장치에 있어서, 상기 헤드부의 단부에 설치되는 제1연결부재와, 상기 제1연결부재의 타측 생크부에 구비되는 제2연결부재와, 상기 제1연결부재와 제2연결부재의 마주보는 단부를 연결하는 디포메이션 프로텍터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1연결부재의 외측에는 일측 단부가 헤드부에 설치되도록 완충관이 구비되고, 상기 제2연결부재의 단부에는 완충관의 단부와 접하는 압괴부가 형성되며, 상기 제1연결부재가 제2연결부재의 내측으로 슬라이딩될 때, 압괴부에 의해 완충관이 확관되면서 충격을 완충하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 완충관의 단부에는 상기 압괴부의 전단이 삽입되는 확관부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 디포메이션 프로텍터는 제1연결부재가 삽입되는 몸체와, 상기 몸체의 일측 단부에 형성되어 제1연결부재의 단부와 연결되는 제1단턱부와, 상기 몸체의 타측 단부에 형성되어 제2연결부재의 단부와 연결되는 제2단턱부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 몸체의 외주면을 따라 형성되는 절단홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체에는 외주면을 따라 일정간격으로 절단홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 압괴부의 단부에는 제2단턱부가 삽입되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 완충관 및 제2연결부재의 외측에는 커버부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 헤드부와 생크부로 이루어져 철도차량을 연결하는 연결기는 철도차량의 언더프레임에 형성되는 센터실에 설치되고, 상기 센터실에는 철도차량의 연결시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 버퍼부가 형성되는데, 상기 생크부에 추가적으로 완충장치를 구비하여 철도차량의 연결시에 버퍼부로 해소할 수 없는 정도의 과도한 충격이 발생할 경우 이를 해소하여 철도차량이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 연결부에 구비되는 완충장치는 헤드부의 단부에 설치되는 제1연결부재와 제1연결부재가 내측으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2연결부재와 상기 제1,2연결부재의 단부를 연결 고정하는 디포메이션 프로텍터와, 상기 제1연결부재의 외측에 구비되는 완충관으로 이루어져, 버퍼부에서 해소할 수 없을 정도의 충격이 가해질 경우 상기 디포메이션 프로텍터가 절단되어 제1연결부재가 제2연결부재의 내측으로 슬라이딩되며, 제2연결부재의 전단에 형성되는 압괴부에 의해 완충관이 확관되는 과정에서 충격을 해소하도록 하여, 버퍼부에서 해소할 수 있는 충격이 가해질 경우에는 작동하지 않고, 버퍼부에서 해소할 수 없는 강한 충격이 가해질 경우 작동하여 철도차량의 파손을 안정적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도차량 연결기의 평면도이다.
도 2는 종래의 철도차량 연결기의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치가 구비된 연결기의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치가 충격을 해소하는 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치의 디포메이션 프로텍터의 사시도이다.

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 철도차량 연결기용 완충장치가 구비된 연결기의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치가 충격을 해소하는 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 완충장치의 디포메이션 프로텍터의 사시도이다.

본 발명은 철도차량 연결기용 완충장치에 관한 것으로 도 3에 도시된 바와 같이 철도차량에 구비되는 연결기(200)는 헤드부(210)와 생크부(220)로 이루어져 철도차량을 서로 연결하게 되고, 철도차량을 연결시나 충돌, 추돌 등의 사고시에는 충격이 발생하게 되는데, 연결시 발생되는 충격은 철도차량의 언더프레임(100)의 센터실(110)에 구비되는 버퍼부(140)에서 해소하게 된다.

여기서, 상기 언더프레임(100)에 형성되는 센터실(110)에는 보강플레이트(120)가 구비되고, 상기 보강플레이트(120)에는 브라켓(130)이 구비되어 버퍼부(140)가 설치된다.

이때, 상기 버퍼부(140)의 전부에 상기 연결기(200)가 구비되어, 연결시 등에 발생하는 충격을 상기 버퍼부(140)에서 해소하게 되며, 상기 버퍼부(140)와 연결기(200) 사이에는 관절부(150)가 구비되어 연결기(200)가 안정적으로 절곡되어 연결된 상태로 주행할 때, 곡선구간을 용이하게 주행할 수 있게 된다.

물론, 상기 관절부(150)는 생크부(220)의 후단과 버퍼부(140) 사이에 위치할 수도 있고, 철도차량에 따라서 헤드부(210)와 생크부(220) 사이에 위치될 수도 있다.

그런데, 철도차량어 상기 버퍼부(140)가 해소할 수 있는 충격보다 큰 충격이 가해지게 되면, 미처 해소하지 못한 충격에 의해 연결기(200)나 철도차량의 선테설(110)과 언더프레임(100)이 파손되는 문제점이 있는데, 본원 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 연결기(200)를 구성하는 생크부(220)에 추가적으로 완충장치(300)를 구비하여 버퍼부(140)에서 해소하지 못한 충격을 해소하도록 하여 철도차량이 파손되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 연결기(200)의 생크부(220)에 구비되는 완충장치(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드부(210)의 단부에 설치되는 제1연결부재(310)와 상기 제1연결부재(310)가 내측으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2연결부재(320)와 상기 제1연결부재(310)와 제2연결부재(320)의 단부를 연결하는 디포메이션 프로텍터(340)로 이루어진다.

이때, 상기 디포메이션 프로텍터(340)는 전술한 바와 같이 상기 버퍼부(140)에서 해소할 수 없을 정도의 힘이 가해지게 되면 절단되도록 설정하여, 버퍼부(140)에서 일정부분 해소하고, 해소하지 못한 부분은 디포메이션 프로텍터(340)가 절단되면서 완충장치(300)가 작동하여 일정부분 해소하게 된다.

그리고, 상기 제1연결부재(310)의 외측에는 완충관(330)이 구비되는데, 상기 완충관(330)의 일측 단부는 헤드부(210)의 단부에 설치되며, 타측 단부는 상기 제2연결부재(320)의 단부와 접하게 된다.

여기서, 상기 제2연결부재(320)는 상기 완충관(330)과 접하는 부분에는 압괴부(322)가 형성되는데, 상기 압괴부(322)는 쐐기 형상으로 형성되며, 상기 완충관(330)은 제2연결부재(320)와 접하는 단부에는 상기 압괴부(322)의 경사부분을 덮도록 테이퍼지게 확관부(332)가 형성된다.

그래서, 상기 버퍼부(140)가 해소할 수 없는 강한 충격이 가해지게 되면, 전술한 바와 같이 디포메이션 프로텍터(340)가 절단되며, 그에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결부재(310)가 제2연결부재(320)의 내측으로 슬라이딩되면서 이동하게 된다.

이때, 상기 완충관(330) 역시 후방으로 이동하여 제2연결부재(320)를 가압하게 되는데, 제2연결부재(320)의 압괴부(322)의 쐐기형상의 경사진 부분과 완충관(330)의 확관부(332)에 의해 완충관(330)을 확관시키는 소성변형을 일으키게 되고, 소성변형을 일으키면서 충격에너지를 흡수하게 되어 발생한 충격을 해소하게 된다.

그래서, 상기 버퍼부(140)에서 해소하지 못한 충격을 완전히 해소하게 되어, 철도차량이 파손되는 것을 안정적으로 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 완충관(330)이 확관되면서 해소할 수 있는 충격에너지의 크기는 완충관(330)의 재질이나 두께 등을 변화시켜 조절할 수 있어, 철도차량의 상황에 따라 적절한 완충관(330)을 설치할 수 있게 된다.

물론, 연결시에 가해지는 충격이 상기 버퍼부(140)에서 해소할 정도의 충격일 경우 상기 디포메이션 프로텍터(340)가 절단되지 않아 버퍼부(140)에서 모두 해소하게 되는 것은 당연하다.

한편, 상기 완충장치(300)는 전술한 바와 같이 직접 헤드부(210)에 연결될 수도 있고, 별도의 연결부재(215)를 사용하여 헤드부(210)에 결합됨으로써 완충장치(300)가 파손될 경우 용이하게 교체할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1연결부재(310)와 제2연결부재(320)를 연결하는 디포메이션 프로텍터(340)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1연결부재(310)가 삽입되는 몸체(341)와 상기 몸체(341)의 일측 단부에 형성되어 제1연결부재(310)의 단부와 연결되는 제1단턱부(342)와 상기 몸체(341)의 타측 단부에 형성되어 제2연결부재(320)의 단부와 연결되는 제2단턱부(344)로 이루어진다.

여기서, 상기 몸체(341)에는 외주면을 따라 절단홈(346)이 형성되는데, 상기 몸체(341)에서 절단홈(346)이 형성된 부분은 강도 및 인장력이 저하되어 외부에서 가해지는 충격에 의해 절단되게 된다.

이때, 상기 절단홈(346)에 의해 견딜 수 있는 충격의 강도는 절단홈(346)의 깊이를 조절하여 조절할 수 있어, 철도차량에 따라 적절하게 조절하여 설치하게 된다.

또한, 상기 몸체(341)에는 외주면을 따라 절단홀(348)이 일정간격으로 형성되는데, 상기 절단홀(348)의 크기를 조절하여 전술한 바와 같이 절단홀(348)이 형성된 부분이 견딜수 있는 충격의 크기를 조절할 수 있어 철도차량에 따라 적절하게 조절하여 설치하게 된다.

한편, 상기 절단홈(346)과 절단홀(348)은 도 6에 도시된 바와 같이 동시에 몸체(341)에 설치할 수도 있고, 도면에 도시되지는 않았지만, 절단홈(346)이나 절단홀(348) 만을 설치하여 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 제2연결부재(320)의 단부에 형성되는 압괴부(322)의 단부에는 안착홈(324)이 형성되어 상기 제2단턱부(344)가 삽입 고정되게 된다.

이때, 상기 제1,2단턱부(342,344)는 볼트 등의 결합부재를 사용하여 제1연결부재(310)와 제2연결부재(320)의 단부에 결합되게 된다.

한편, 상기 완충관(330) 및 제2연결부재(320)의 외측에는 커버부재(350)가 더 구비되어 외부에서 이물질이 완충장치(300) 내부로 유입되는 것을 방지하게 된다.

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.

100 : 언더프레임 110 : 센터실
120 : 보강플레이트 130 : 브라켓
140 : 버퍼부 150 : 관절부
200 : 연결기 210 : 헤드부
220 : 생크부 300 : 완충장치
310 : 제1연결부재 320 : 제2연결부재
330 : 완충관 340 : 디포메이션 프로텍터
350 : 커버부재

Claims

헤드부와 생크부로 이루어지는 철도차량 연결기용 완충장치에 있어서,
상기 헤드부의 단부에 설치되는 제1연결부재와,
상기 제1연결부재의 타측 생크부에 구비되는 제2연결부재와,
상기 제1연결부재와 제2연결부재의 마주보는 단부를 연결하는 디포메이션 프로텍터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제1항에 있어서,
상기 제1연결부재의 외측에는 일측 단부가 헤드부에 설치되도록 완충관이 구비되고,
상기 제2연결부재의 단부에는 완충관의 단부와 접하는 압괴부가 형성되며,
상기 제1연결부재가 제2연결부재의 내측으로 슬라이딩될 때, 압괴부에 의해 완충관이 확관되면서 충격을 완충하는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제2항에 있어서,
상기 완충관의 단부에는 상기 압괴부의 전단이 삽입되는 확관부가 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제2항에 있어서,
상기 디포메이션 프로텍터는 제1연결부재가 삽입되는 몸체와,
상기 몸체의 일측 단부에 형성되어 제1연결부재의 단부와 연결되는 제1단턱부와,
상기 몸체의 타측 단부에 형성되어 제2연결부재의 단부와 연결되는 제2단턱부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제4항에 있어서,
상기 몸체의 외주면을 따라 형성되는 절단홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제4항에 있어서,
상기 몸체에는 외주면을 따라 일정간격으로 절단홀이 형성되는 것을 특징으로하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제4항에 있어서,
상기 압괴부의 단부에는 제2단턱부가 삽입되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.
제2항에 있어서,
상기 완충관 및 제2연결부재의 외측에는 커버부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 완충장치.