KR0140529Y1 - 철도차량용 1차 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철도차량에서 사용되는 1차 현가장치에 관한 것으로, 대차프레임(1)과 액슬박스(2)사이에 상,하부 스프링시트(3a,3b)를 매개로하여 코일스프링(4)이 설치되고, 상기 상부스프링시트(3a)의 중앙부에 수직하방으로 형성된 가이드포스트(5)가 상기 하부스프링시트(3b)와 액슬박스(2)의 중공부를 관통하도록 배치되며, 상기 가이드포스트(5) 외주면하부에 마모판(6)이 끼워진 한편, 상기 마모판(6)과 액슬박스(2)사이에 소정형상의 제1흡진부재(7)가 끼워지고, 상기 코일 스프링(4) 상부에 고주파 진동흡수용 제2흡진부재(8)가 끼워져, 대차프레임(1)과 액슬박스사(2)이에서 수평방향으로의 상대운동이 원활하게 이루어져 차량의 곡선주행 성능을 향상할 수 있고, 이에 따라 차륜의 직립마모와 마모판(6)의 편마모를 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

철도차량용 1차 현가장치( A primary suspension assembly for a bogie frame in a rail car )

본 고안은 철도차량에서 사용되는 1차 현가장치에 관한 것으로, 특히 코일스프링과 고무스프링을 조합하여 차량운행시 발생되는 진동이나 충격을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 철도차량용 1차 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량에서 사용되는 현가장치는 스프링 작용에 의해 차체의 중량을 지지함과 동시에 차륜의 상하 진동을 완화함으로써 승차감을 좋게 하고, 화물의 충격으로 인한 파손을 방지하며 각부에 과대부하가 가해지지 않도록 하기 위한 장치로서, 크게 1차 현가장치와 2차 현가장치로 구분되고, 1차 현가장치는 철도차륜과 대차 프레임(bogie frame)에 설치되어 철도차륜으로부터 전달되는 진동을 감쇠시키고, 2차 현가장치는 대차 프레임과 차체사이에 설치되어 대차 프레임으로 전달된 진동을 2차적으로 감쇠시키게 되어 있다.

상기한 바와 같은 종래의 철도차량용 1차 현가장치는 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이, 대차 프레임(101)과 액슬 박스(axle box,102)사이에 실린더어셈블리(103)와 코일어셈블리(104)가 각각 설치되어 있고, 상기 실린더어셈블리(103)는 대차프레임(101)에 수직하방으로 설치된 내부실린더(105)와, 이 내부실린더(105) 외주면에 진동감쇠작용을 하는 마모판(106)을 사이에 두고 끼워지면서 상기 액슬박스(102)에 수직상방으로 설치된 외부실린더(107)로 이루어져, 상기 내,외부실린더(105,107)가 상하방향으로 상대운동할 때 마모판(106)에서 미끄럼마찰이 일어나면서 수직방향의 진동을 감쇠할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 스프링어셈블리(104)는 상단이 대차프레임(101)하부에 설치되고 하단이 외부실린더(107)의 플랜지(107a) 상부에 안착되어 차륜(108)로부터 전달된 충격을 흡수하기 위한 코일스프링(109)과, 상기 외부실린더(107) 하부에 끼워지면서 플랜지(107a)하면과 액슬박스(102)에 끼워진 스프링가이드(110) 상면에 밀착되어 수직방향의 고주파 진동을 흡수하기 위한 제1고무스프링(111) 및, 상기 외부실린더(107)와 스프링가이드(110) 내측면사이에 끼워져 수평방향(좌,우,전,후) 의 충격이나 진동을 흡수하는 제2고무스프링(112)을 포함하여 구성되어 있다.

그런데, 상기와 같이 이루어진 종래의 1차 현가장치에 의하면, 차량이 곡선 레일을 따라 주행할 때 대차프레임(101)과 액슬 박스(102)사이에서 전후방향(차량진행방향)으로 변위가 발생되어야 하나, 외부실린더(107)가 액슬 박스(102)내에 부착된 제2고무스프링(112)을 밀며 변위를 발생하려할 때 외부실린더(107)와 액슬박스(102)사이에 설치된 제1고무스프링(112)의 수평방향 마찰저항력에 의해 외부실린더(107)와 액슬박스(102)가 부드럽게 미끄러져 변위를 발생시키지 못하고 오히려 움직이지 못하게 잡아당기는 효과를 내어 곡선주행시 차륜(108), 특히 이동변위가 커야 할 회전곡률반경이 큰 바깥측 차륜에 직립마모를 유발한다는 문제점이 있었다.

또한, 차륜(108)이나 대차프레임으로부터 충격이나 진동이 전달될 때 마모판(106)이 외부실린더(107)에 대해 수직방향으로 미끄럼운동되면서 마모되어 수직방향의 진동을 흡수할 때에, 상기한 바와 같이 외부실린더(107)의 수평방향 변위량은 상하 제1고무스프링(111)의 수평방향 저항력에 의해 내부실린더(105)의 수평방향 변위량보다 상대적으로 작아지기 때문에 마모판(106)에 작용되는 힘은 편향되게 작용되어 마모판(106)에 편마모를 발생시키고, 심한 경우에는 마모판(106)을 파손시키까지 한다는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 대차프레임과 액슬사이에서 수평방향으로의 상대운동을 원활하게하여 곡선주행 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차륜의 직립마모와 마모판의 편마모를 줄일 수 있도록 된 철도차량용 1차 현가장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 대차프레임과 액슬박스사이에 상,하부 스프링시트를 매개로하여 코일스프링이 설치되어 있고, 상기 상부스프링시트의 중앙부에 수직하방으로 형성된 가이드포스트(guide post)가 상기 하부스프링시트와 액슬박스의 중공부를 관통하도록 배치되어 있으며, 상기 가이드포스트 외주면하부에 마모판이 끼워진 한편, 상기 마모판과 액슬박스사이에 소정형상의 제1흡진부재가 끼워져 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안은 대차프레임과 액슬사이에서 수평방향으로의 상대운동이 제1흡진부재외에 다른 부분품 간섭없이 원활하게 이루어져 차량의 곡선주행 성능을 향상할 수 있게 되고, 이에 따라 차륜의 직립마모와 마모판의 편마모를 줄일 수 있게 된다.

도 1 은 본 고안에 따른 철도차량용 1차 현가장치의 부분단면도,

도 2 는 종래 기술에 따른 철도차량용 1차 현가장치의 개략적인 측면도,

도 3 은 종래 기술에 따른 철도차량용 1차 현가장치를 도 1과 같이 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 대차프레임 2 : 액슬박스

3a,3b : 스프링시트 4 : 코일스프링

5 : 가이드포스트 6 : 마모판

7 : 제1흡진부재 8 : 제2흡진부재

S1,S2 : 중공부

이하 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 철도차량용 1차 현가장치의 부분단면도로서, 차량의 대차프레임(1)과 액슬박스(2)사이에 상,하부 스프링시트(3a,3b)를 매개로 하여 코일스프링(4)이 설치되어 있고, 상기 상부 스프링시트(3a)의 중앙부에 수직하방으로 돌출성형된 가이드포스트(5)가 상기 하부 스프링시트(3b)와 액슬박스(2)에 형성된 중공부(S1,S2)를 관통하도록 배치되어 있으며, 상기 가이드포스트(5) 외주면 하부에 수직방향의 진동을 흡수하기 위한 마모판(6) 끼워져 있다.

그리고, 상기 마모판(6)의 외주면하부와 액슬박스(2)의 내벽면사이에 원추형상을 하면서 고무재질로 된 제1흡진부재(7)가 압입되어, 차륜(도시되지 않음)이나 대차프레임(1)로부터 전달된 수평방향(좌,우,전,후)의 충격이나 진동을 흡수할 수 있도록 되어 있고, 상기 코일 스프링(4) 상부에 제2흡진부재(8)가 끼워져 수직방향으로 고주파 진동을 흡수하도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 1차 현가장치는, 차륜이나 대차프레임(1)로부터 수직방향으로 충격하중이나 진동이 전달되어 오면 상기 코일스프링(4)은 수축되면서 수직방향의 하중을 지지함과 동시에 충격을 흡수하게 되고, 이때 코일스프링(4)의 수축과 이완이 반복되면서 발생되는 진동은 상기 제2흡진부재(8) 내부에서 마찰과 마모판(6)의 제1흡진부재(7)와의 마찰에 의해 흡수되어지게 된다.

그리고, 차륜이나 대차프레임(1)으로부터 수평방향으로 작용되는 하중은 액슬박스(2)와 가이드스프링(4)을 거쳐 가이드포스트(5)에 전달하거나 혹은 액슬박스(2)와 제1흡진부재(7), 마모판(6)을 거쳐 가이드포스트(5)에 전달하게 되는 데, 이때 수평방향의 하중이나 반복하중 등에 의해 발생되는 수평방향 진동은 상기 액슬박스(2)의 중공부(S2)에 압입된 제1흡진부재(7)에 의해 지지됨과 동시에 흡수되어지게 된다.

여기서, 상기 제1흡진부재(7)의 형상은 원추형으로 이루어져 있기 때문에 수평방향으로 작용 하중은 수평과 수직방향의 하중으로 분해되면서 마모판(6)으로 전달되게 되고, 수직방향으로 분산된 하중과 진동은 마모판(6)을 수직방향으로 이 마모판(6)과 제1흡진부재(7)과 상호 미끄럼마찰에 의해 감소하거나 흡수할 수 있게 된다.

이와 같이 차향이 곡선주행을 할 때에 필요한 수평방향으로의 대차프레임(1)과 액슬박스(2)의 하중 다른 부분에 간섭없이 가이드포스트(5) 혹은 액슬박스(2)를 거쳐 제1흡진부재(7)에 작용하여 제1흡진부재(7)를 압축시켜 수평방향으로의 제진작용을 원활하게 해줌과 동시에 대차프레임(1)과 액슬박스(2)의 움직임을 원활하게 해주게 된다.

즉, 본 고안의 1차 현가장치는 수평방향으로 하중이 작용될 때에 적절한 탄성계수에 의한 변위를 얻을 수 있어 곡선 주행성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전곡률반경이 큰 차륜의 직립마모를 줄일 수 있게 된다.

그리고, 마모판(6)과 접하여 마찰을 일으키는 제1흡진부재(7)가 상대적으로 낮은 강성을 갖고 있음과 동시에 균일한 수평하중을 작용하기 때문에 마모판(6)의 과대 편마모나 파손을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 적절한 감쇠효과도 얻을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 철도차량용 1차 현가장치에 의하면, 대차프레임과 액슬사이에서 수평방향으로의 상대운동이 원활하게되어 곡선주행 성능의 향상할 수 있고, 차륜의 직립마모 및 마모판의 편마모를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 종래의 현가장치와는 달리 분할되어 이루어진 실린더가 필요없는 등 본 고안은 그 구조가 간단하여 유지보수작업이 간편하게 된다.

Claims (3)

1. 대차프레임(1)과 액슬박스(2)사이에 상,하부 스프링시트(3a,3b)를 매개로하여 코일스프링(4)이 설치되고, 상기 상부스프링시트(3a)의 중앙부에 수직하방으로 형성된 가이드포스트(5)가 상기 하부스프링시트(3b)와 액슬박스(2)의 중공부를 관통하도록 배치되며, 상기 가이드포스트(5) 외주면하부에 마모판(6)이 끼워진 한편, 상기 마모판(6)과 액슬박스(2)사이에 소정형상의 제1흡진부재(7)가 끼워진 철도차량용 1차 현가장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 코일 스프링(4) 상부에 고주파 진동흡수용 제2흡진부재(8)가 끼워진 것을 특징으로 하는 철도차량용 1차 현가장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1흡진부재(7)가 원추형상을 이루면서 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량용 1차 현가장치.