KR100820761B1 - 블로우아웃 방지홈을 구비하는 궤도몸체고무 - Google Patents

Abstract

본 발명은 궤도차량에 사용되는 궤도몸체고무의 블로우아웃을 방지하기 위한 궤도몸체고무의 구조에 관한 것이다. 궤도차량의 주행속도가 상승할수록, 궤도몸체고무에 가해지는 하중의 크기와 반복 하중의 주파수가 점차 증대된다. 반복하중으로 인해 궤도몸체고무 내부에 기포가 형성되고 그것이 팽창하여 궤도몸체가 파손되는 블로우아웃 현상의 발생빈도도 높아진다. 따라서 궤도차량의 고속주행을 가능하게 하고, 궤도조립체의 내구수명을 연장하기 위해서는 궤도몸체고무의 블로우아웃을 방지하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 블로우아웃 현상을 방지할 수 있도록 궤도몸체고무 내부에 발생하는 기체를 외부로 방출시키면서도 궤도몸체고무의 최대허용하중은 감소시키지 않을 수 있도록, 직경 수 mm 이하의 크기를 갖는 블로우아웃 방지홈을 구비하는 궤도몸체고무를 개시한다.

궤도몸체, 블로우아웃

Description

블로우아웃 방지홈을 구비하는 궤도몸체고무 {Track Body Rubber With Blowout Prevention Groove}

도 1은 전차의 궤도차량에 사용되는 기존 궤도몸체와 궤도몸체고무의 외형을 도시하는 사시도이고,

도 2는 도 1의 A-A방향에서 본 기존 궤도몸체와 궤도몸체고무의 외형을 도시하는 정면도이고,

도 3은 궤도차량의 주행 후에 기존 궤도몸체고무의 표면온도를 열상카메라로 촬영하여 측정한 예를 나타내는 그림이고,

도 4는 기존의 궤도몸체고무에 가해지는 반복하중으로 인해 그 내부에 기포가 형성되고 팽창하여 궤도몸체가 파손되는 블로우아웃 현상을 나타내는 도면이고,

도 5는 궤도몸체고무의 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 수개의 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 상부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 정면도이고,

도 6은 궤도몸체고무의 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 수개의 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 상부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 사시도이고,

도 7은 궤도몸체고무의 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 수개의 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 하부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 정면도이다.

본 발명은 궤도차량에 사용되는 궤도몸체고무의 블로우아웃을 방지하기 위한 궤도몸체고무의 구조에 관한 것이다.

최근 궤도차량 현수장치 기술의 발전으로 인해 궤도차량의 주행속도가 점차 상승하여, 궤도몸체고무에 가해지는 하중의 크기와 반복 하중의 주파수가 점차 증대되고 있는 추세이다. 이와 같이 점증하는 반복하중으로 인해, 궤도몸체고무 내부에 기포가 형성되고 그것이 팽창하여 궤도몸체가 파손되는 블로우아웃(Blowout) 현상의 발생빈도도 높아지고 있는 실정이다. 궤도몸체고무에 반복압축하중이 가해지면 고무의 점탄성 특성으로 인해 고무에서 발열이 발생하나, 궤도몸체고무 내부에서는 방열이 원활하지 않아 온도가 150℃ 이상으로 크게 상승하게 되고 이로 인해 고무재료 내부에서 휘발성기체 또는 고무분자의 분해로 인한 기포가 발생한다. 반면에, 궤도몸체고무의 외부는 공기 중으로 방열하여 인장강도를 보유하고 있게 되므로, 마치 풍선처럼 궤도몸체고무가 부풀어 오르는 블로우아웃 현상이 발생한다. 블로우아웃이 심한 경우에는 궤도몸체고무가 마치 풍선이 터지는 것과 같이 파손되어, 더 이상의 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 궤도차량의 고속주행을 가능하게 하고 궤도조립체의 내구수명을 연장하기 위해서는 궤도몸체고무의 블로우아웃 방지 설계가 반드시 수행되어야 한다.

궤도몸체고무에는 수 톤에서 수십 톤의 큰 하중이 한 개의 궤도몸체고무에 작용하므로, 자동차의 타이어에서와 같은 트레드 형태로 궤도몸체고무를 설계하면 쉽게 파손되게 된다. 따라서 본 발명에서는 블로우아웃 현상을 방지할 수 있도록 궤도몸체고무 내부에 발생하는 기체를 외부로 방출시키면서도, 궤도몸체고무의 최대허용하중은 감소시키지 않도록, 수 mm 이하의 크기를 갖는 블로우아웃 방지홈을 구비하는 궤도몸체고무를 제공하고자 한다.

도 1은 전차의 궤도차량에 사용되는 기존 궤도몸체와 궤도몸체고무의 외형을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A방향에서 본 기존 궤도몸체와 궤도몸체고무의 외형을 도시하는 정면도이다.

고속으로 주행하는 전차의 궤도차량에 사용되는 궤도는, 일반적으로 다수의 금속재질 궤도몸체(12)를 연결하여 구성되며, 궤도몸체의 상부에는 궤도몸체고무(11)가 접착된다. 차량의 진행방향(13)으로 다수의 궤도몸체가 연결되어 궤도차량의 이동 시에 무한궤도의 역할을 수행한다.

궤도몸체고무(11)는 그 상부의 로드휠에 의해 전해지는 차량의 하중을 지면으로 전달하게 되며, 궤도몸체(12)로부터 전해지는 지면의 충격하중을 일부분 흡수하는 역할도 수행한다. 한편, 최근 궤도차량 현수장치 기술의 발전으로 인해 궤도차량의 주행속도가 점차 상승하여, 궤도몸체고무에 가해지는 하중의 크기와 주파수가 점차 증대되고 있는 추세이다. 이와 같이 점증하고 있는 반복하중으로 인해, 궤도몸체고무(11) 내부에 기포가 형성되고 그것이 팽창하여, 궤도몸체고무(11)가 파손되는 블로우아웃 현상의 발생빈도도 높아지고 있는 실정이다.

도 3은 궤도차량의 주행 후에 기존 궤도몸체고무의 표면온도를 열상카메라로 촬영하여 측정한 예를 나타내고, 도 4는 기존의 궤도몸체고무(11)에 가해지는 반복하중으로 인해 그 내부에 기포(32)가 형성되고 팽창하여 궤도몸체고무(11)가 파손되는 블로우아웃 현상을 나타내는 것이다.

이러한 블로우아웃은, 궤도몸체고무에 반복압축하중이 가해지면 고무의 점탄성 특성으로 인해 고무에서 발열이 발생하나, 궤도몸체고무 내부에서는 방열이 원활하지 않아 온도가 150℃ 이상으로 크게 상승하게 되고 이로 인해 고무재료 내부에서 휘발성기체 또는 고무분자의 분해로 인한 기포(32)가 발생하는데, 궤도몸체고무의 외부는 공기 중으로 방열하여 인장강도를 보유하고 있게 되므로, 내부에서 발생한 기체가 배출되지 않아서, 마치 풍선처럼 궤도몸체고무(11)가 부풀어 오르는 현상이다. 블로우아웃이 심한 경우에는 궤도몸체고무가 마치 풍선이 터지는 것과 같이 파손되어, 더 이상의 기능을 수행할 수 없게 된다.

도 5는 궤도몸체고무의 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 수개의 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 상부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 정면도이고, 도 6은 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 상부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 사시도이다.

본 발명에서는 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 궤도몸체고무(41)에 직경이 수 mm 이하인 작은 블로우아웃 방지홈(42)을 1개에서 수개 정도 궤도몸체고무(41) 상부에 형성하는 것을 제시한다. 본 발명의 대상인 궤도몸체고무에는 수 톤에서 수십 톤의 큰 하중이 한 개의 궤도몸체 고무에 작용하므로, 자동차의 타이어에서와 같은 트레드 형태로 궤도몸체고무를 설계하면 쉽게 파손되게 된다. 따라서 블로우아웃 현상을 방지할 수 있도록 궤도몸체고무 내부에 발생하는 기체를 외부로 방출시키면서도, 궤도몸체고무(41)의 최대허용하중은 감소시키지 않도록, 궤도몸체고무에 블로우아웃 방지홈(42)을 형성한다. 도 5에 도시한 것과 같이, 블로우아웃 방지홈(42)은 직경 1 mm 이상 5 mm 이하의 크기를 갖고, 궤도몸체고무의 상면에서부터 하부, 즉 궤도몸체 쪽으로 긴 형태를 가진다. 블로우아웃 방지홈(42)의 깊이는 수 내지 수십 mm 일 것이나 그 끝단이 궤도몸체고무 내부에 있도록 형성한다면 그보다 작은 범위 또는 더 큰 범위라도 무방하다. 다만 블로우아웃 방지홈의 크기가 5 mm를 초과하여 너무 커지면 그 자체로 파손의 우려가 있으며, 반대로 1 mm 미만으로 너무 작게 되면 기포의 방출에 어려움이 있게 된다. 따라서, 블로우아웃 방지홈의 직경이 1 mm 이상 5 mm 이하의 크기를 갖도록 형성하는 것이다.

이 블로우아웃 방지홈(42)은 궤도몸체고무(41)를 제작할 시 금형 외면에 돌출부를 마련하여 정형 성형(net shape process)할 수 있다. 후 가공을 이용하는 경우에는, 궤도몸체고무의 성형 후에 기계적 가공 또는 레이저 빔 가공 등의 방법으로 블로우아웃 방지홈(42)을 가공할 수 있다.

도 7은 궤도몸체고무의 블로우아웃 현상을 방지하기 위하여 수개의 블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 하부에 형성한 것을 도시하는 궤도몸체고무의 정면도이다.

블로우아웃 방지홈을 궤도몸체고무 상부에 형성한 것과 유사한 구조로 궤도몸체고무(51)에 블로우아웃 방지홈(52)을 형성하되, 궤도몸체고무 외부로 블로우아웃 방지홈(52)이 노출되어 궤도몸체고무 조기 파손의 원인이 될 수 있는 가능성을 차단하기 위하여, 궤도몸체고무(51)의 하부에 블로우아웃 방지홈(52)을 가공하는 것이다. 즉, 궤도몸체고무(51)의 하면에서부터 하나 이상의 블로우아웃 방지홈(52)이 상부 방향으로 길게 형성된다. 다만, 궤도몸체고무(51)의 하면에는 궤도몸체(12)가 접촉하고 있으므로, 이 궤도몸체(12)에도 블로우아웃 방지홈(52)에 연속하는 관통공(22)들이 형성되어 있는 점에서, 도 5 및 도 6의 실시예와 구별된다. 상부에 형성될 때와 마찬가지로 블로우아웃 방지홈(52)의 직경은 1 mm 이상 5 mm 이하이고, 그 깊이는 수 내지 수십 mm 정도일 것이나, 그보다 작은 범위 또는 큰 범위라도 무방하다.

여기서, 블로우아웃 방지홈(52)은 궤도몸체고무(51)의 성형 후에, 궤도몸체(12)와 같이 기계가공 또는 레이저 가공으로 제작할 수 있다. 또는 궤도몸체에 미리 구멍을 가공하여 관통공(22)을 형성한 후에 블로우아웃 방지홈(52)만을 별도로 가공하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 궤도몸체고무의 블로우아웃 방지홈을 사용하게 되면, 궤도몸체고무의 파손이 일어나지 않게 되어, 궤도차량의 고속주행이 가능해지고 궤도조립체의 내구수명이 연장될 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 블로우아웃 방지홈이 궤도몸체고무에 형성될 경우, 궤도몸체고무 내부에 발생하는 기체를 외부로 방출시켜 블로우아웃 현상을 방지할 수 있으면서도, 궤도몸체고무의 최대허용하중은 감소시키 지 않는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전차의 궤도차량에 사용되는 궤도몸체의 상부에 부착되는 궤도몸체고무에 있어서,

   궤도몸체고무의 상면에서부터 직경 1 mm 이상 5 mm 이하의 크기를 가지는 하나 이상의 블로우아웃 방지홈이 하부 방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 전차용 궤도몸체고무.
2. 전차의 궤도차량에 사용되는 궤도몸체의 상부에 부착되는 궤도몸체고무에 있어서,

   궤도몸체고무의 하면에서부터 직경 1 mm 이상 5 mm 이하의 크기를 가지는 하나 이상의 블로우아웃 방지홈이 상부 방향으로 길게 형성되고,

   상기 궤도몸체고무의 하면에 접촉되는 궤도몸체에는, 상기 블로우아웃 방지홈의 각각에 연속되도록 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 전차용 궤도몸체고무.
3. 삭제

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