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KR102684464B1 - 철도차량 정비용 초음파 탐상장치 - Google Patents

철도차량 정비용 초음파 탐상장치 Download PDF

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KR102684464B1
KR102684464B1 KR1020230112548A KR20230112548A KR102684464B1 KR 102684464 B1 KR102684464 B1 KR 102684464B1 KR 1020230112548 A KR1020230112548 A KR 1020230112548A KR 20230112548 A KR20230112548 A KR 20230112548A KR 102684464 B1 KR102684464 B1 KR 102684464B1
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KR
South Korea
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wheel
probe
scanner body
railway vehicle
bogie
Prior art date
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KR1020230112548A
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정준혁
윤성식
박정완
송동근
Original Assignee
나우 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 관한 것으로, 크레인에 견인된 철도차량의 차축 하부로 진입하는 대차와, 상기 대차의 상부에 설치되어 견인된 차축의 차륜을 향해 승강하는 리프팅 유닛과, 상기 리프팅 유닛의 상단에 설치되어 상기 리프팅 유닛의 작동에 따라 상기 차륜을 향해 근접하는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 차륜의 외주면과 측면 일부를 감싸는 스캐너 바디와, 상기 스캐너 바디에 장착되어 상기 차륜의 검사부위로 초음파를 발생시키는 탐촉 모듈 및 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 스캐너 바디를 중심으로 양측에 배치되고 상기 차륜과 접촉하여 차륜을 회전시키는 차륜회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치가 개시된다.

Description

철도차량 정비용 초음파 탐상장치{Ultrasonic Inspection Device of Wheels for Railway Vehicles}
본 발명은 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 관한 것으로, 견인된 철도차량의 차축 하부로 진입하여 차륜의 위치에 맞게 탐촉 모듈이 이동하여 차륜에 발생한 내부 크랙을 검사할 수 있는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량은 운행에 의해 차륜이 레일과의 마찰 등으로 인하여 마모되며, 이때 차량의 하중 또는 기타의 요인에 의해 차륜은 마모 상태가 균일하게 일어나지 않고 편마모가 발생하게 된다.
이와 같이 차륜이 편마모 되는 경우 차량의 운행에 있어 승차감을 저하하는 것은 물론 안전상 문제를 유발시킨다. 따라서, 편마모 상태가 일정 범위를 넘는 차륜은 교체가 이루어져야만 한다.
이 경우, 차륜의 교체로 인한 비용 등의 문제를 해소하기 위하여 종래에는 편마모된 차륜을 검사하여 내부크랙이 존재하지 않는 재생 가능한 차륜은 편마모 상태를 제거하기 위한 절삭가공 등을 통해 재생하여 다시 사용하고 있다.
그러나, 종래의 철도차량의 차륜을 재생시키기 위한 장치들은 독립된 작업장에 차륜의 내부크랙을 확인하기 위한 검사장치와 재생 가능한 차륜의 재생가공을 위한 장치가 각각 구비되어 검사 및 재생을 수행하고 있다.
즉, 종래에는 검사를 위한 작업장소에서 차륜의 재생이 가능한지 여부를 먼저 확인한 후에 다른 작업장으로 이송하여 차륜의 재생을 수행하고 있다. 이때, 차륜은 각각의 작업장으로 이동되어 작업이 수행되어야 하기 때문에 차량으로부터 분리하여 작업하는 것이 일반적이다.
이렇게 철도 차량으로부터 분리된 차륜은 검사장치에 탑재되기 위해 크레인에 의해 견인된다. 이때, 크레인에 견인된 차륜을 검사장치의 정해진 위치에 탑재해야만 정밀한 검사를 실시할 수 있지만 차륜은 상당한 중량을 갖고 있기 때문에 크레인에 의해 차륜을 검사장치의 정해진 곳에 위치시키기 매우 어려워 차륜에 대한 검사를 신속하고 정밀하게 수행하기 어려운 문제가 있다.
KR 10-1955448 B (2019.02.28)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 견인된 철도차량의 차축 하부로 진입하여 차륜의 위치에 맞게 탐촉 모듈이 이동하여 차륜에 발생한 내부 크랙을 검사할 수 있는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 크레인에 견인된 철도차량의 차축 하부로 진입하는 대차와, 상기 대차의 상부에 설치되어 견인된 차축의 차륜을 향해 승강하는 리프팅 유닛과, 상기 리프팅 유닛의 상단에 설치되어 상기 리프팅 유닛의 작동에 따라 상기 차륜을 향해 근접하는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 차륜의 외주면과 측면 일부를 감싸는 스캐너 바디와, 상기 스캐너 바디에 장착되어 상기 차륜의 검사부위로 초음파를 발생시키는 탐촉 모듈 및 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 스캐너 바디를 중심으로 양측에 배치되고 상기 차륜과 접촉하여 차륜을 회전시키는 차륜회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 스캐너 바디는 상기 차륜의 외주면과 마주하는 저면부와, 상기 저면부의 양측에 배치되어 차륜의 측면과 마주하는 측면부 및 상기 측면부와 저면부를 연결하며 상기 측면부를 상기 차륜의 측면과 가까워지거나 멀어지게 이동하는 가동부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저면부 및 측면부에 제각기 탐촉 모듈이 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 측면부는 상기 차륜의 회전을 감지하는 엔코더가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가동부는 상기 저면부의 양측면에서 제각기 직립된 상태로 형성되며 상기 탐촉 모듈이 통과하는 관통 홀이 형성된 측면부와, 상기 탐촉 모듈이 탑재되는 가동 블록과, 상기 가동 블록이 직선 이동하게 동력을 제공하는 엑츄에이터 및 상기 측면부와 이격된 상태로 측면부에 고정되고 상기 엑츄에이터가 설치되는 고정 브라켓을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 탐촉 모듈은 상기 차륜의 검사부위로 초음파를 조사하는 프로브와, 상기 프로브를 지지하는 가이드 브라켓 및 상기 가이드 브라켓을 지지하며 상기 스캐너 바디에 고정되는 조절 하우징을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탐촉 모듈은 상기 프로브를 상기 스캐너 바디를 향해 이동시키는 완충 유닛을 더 포함하고, 상기 완충 유닛은 상기 가이드 브라켓의 양 끝단과 나사체결되며 상기 조절 하우징을 관통하는 지지축 및 상기 지지축에 개재된 상태로 상기 가이드 브라켓과 조절 하우징 사이에 위치하여 탄성력이 제공되는 완충부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탐촉 모듈은 상기 프로브를 틸팅시키는 틸팅 조절유닛을 더 포함하고, 상기 틸팅 조절유닛은 상기 프로브의 양 측단에 형성된 회전핀과, 상기 회전핀과 마주하는 상기 가이드 브라켓의 내측에 형성되어 상기 회전핀을 지지하는 회전홀 및 상기 회전핀과 직교하여 상기 회전홀에 삽입되어 상기 회전핀을 탄성력으로 압박하는 지지부재를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 차륜회전유닛은 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 안내되어 이동하는 가이드 블록과, 상기 가이드 블록의 상부에 설치되는 롤러 브라켓 및 상기 롤러 브라켓에 설치되며 상기 차륜의 외주면과 접촉하는 지지 롤러를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스캐너 바디를 중심으로 양측에 배치되는 차륜회전유닛 중 어느 하나는 상기 지지 롤러에 회전력을 제공하는 구동모터가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 대차는 상기 차륜의 표면과 접촉하여 차륜의 표면에 형성된 녹을 제거하는 녹 제거부를 더 포함하고, 상기 녹 제거부는 상기 대차에서 상부를 향해 연장되는 포스트와, 상기 포스트의 외주면을 감싸 조이는 클램프와, 상기 클램프와 힌지에 의해 결속되고 각도가 조절되는 서포터 및 상기 서포터의 끝단에 구비되어 상기 차륜의 표면에 형성된 녹을 제거하는 스크레이퍼를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 대차는 상기 차륜의 표면을 향해 레이저를 조사하여 차륜의 표면에 형성된 이물질을 태워 제거하는 이물질 제거부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 의하면, 크레인에 견인된 차축의 하부로 대차가 진입하여 차륜의 표면에 밀착되도록 탐촉 모듈 및 엔코더의 위치를 신속하고 정밀하게 조절할 수 있어 차륜의 크랙 검사를 신속하고 편리하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 스캐너 바디의 저면부 및 측면부에 설치된 다수의 탐촉 모듈의 위치를 조절 하우징에 의해 조절하고 이로부터 프로브의 위치를 변경할 수 있어 차륜의 내부에 발생한 크랙을 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 탐촉 모듈의 가이드 브라켓과 조절 하우징이 완충 유닛에 의해 연결되어 차륜의 표면과 접촉하는 프로브에 과도한 압력이 가해지는 경우 프로브가 조절 하우징을 향해 이동하게 되어 프로브에 과도한 압력이 가해져 파손되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 가이드 브라켓에 설치되는 프로브가 틸팅 조절유닛에 의해 지지되어 차륜의 표면을 향해 초음파를 조사하는 프로브의 기울기를 조절할 수 있어 차륜의 내부에 발생한 크랙을 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 녹 제거부 및 이물질 제거부가 마련되어 차륜에 형성된 녹을 스크레이퍼에 의해 제거할 수 있고 차륜에 형성된 이물질을 고열의 레이저 빔으로 태워 제거할 수 있어 차륜의 비파괴 검사와 동시에 차륜에 형성된 녹 및 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치 중 스캐너 바디를 나타낸 평면도 및 측면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치 중 차륜회전유닛을 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치 중 탐촉 모듈을 나타낸 평면도 및 사시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치는 크레인에 견인된 철도차량의 차축(TS) 하부로 진입하는 대차(100)와, 상기 대차(100)의 상부에 설치되어 견인된 차축(TS)의 차륜(TW)을 향해 승강하는 리프팅 유닛(200)과, 상기 리프팅 유닛(200)의 상단에 설치되어 리프팅 유닛(200)의 작동에 따라 차륜(TW)을 향해 근접하는 베이스 프레임(250)과, 상기 베이스 프레임(250)의 상부에 설치되며 차륜(TW)의 외주면과 측면 일부를 감싸는 스캐너 바디(300)와, 상기 스캐너 바디(300)에 장착되어 차륜(TW)의 검사부위로 초음파를 발생시키는 탐촉 모듈(400) 및 베이스 프레임(250)의 상부에 설치되며 스캐너 바디(300)를 중심으로 양측에 배치되고 차륜(TW)과 접촉하여 차륜(TW)을 회전시키는 차륜회전유닛(500)으로 구성된다.
부연하자면, 대차(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크레인에 견인된 철도차량의 차축(TS) 하부로 이동할 수 있게 대차(100)의 하부에는 바퀴(110)가 설치된다. 이때, 대차(100)의 바퀴(110)는 지면에 설치된 레일(미도시)에 안착되어 레일을 따라 크레인에 견인된 차축(TS)의 하부로 이동할 수 있다.
이렇게, 대차(100)가 크레인에 견인된 차축(TS)의 하부로 이동시키는 바퀴(110)는 필요에 따라 구동모터와 연계되어 구동모터가 바퀴에 동력을 제공하여 대차(100)가 레일을 따라 이동할 수 있도록 구현될 수도 있다.
또한, 대차(100)의 하면에는 차축(TS)의 하부로 이동한 대차(100)가 무단으로 이동하는 것을 방지하는 브레이크(120)가 설치되는데, 상기 브레이크(120)는 로드가 신축되는 구조로 이루어져 브레이크(120) 작동시 로드가 지면을 향해 인출되어 레일에 안착된 바퀴(110)를 부양시켜 대차(100)가 움직이지 않도록 고정하게 된다.
그리고, 대차(100)의 상부에는 크레인에 견인된 차축(TS)의 차륜(TW)을 향해 승강하는 리프팅 유닛(200)이 설치된다. 리프팅 유닛(200)은 대차(100)에 설치되는 원동모터(210)와 상기 원동모터(210)의 회전력을 적정 회전비로 변환하는 기어박스(220) 및 상기 기어박스(220)에서 출력되는 회전력을 직선 이동으로 변환하는 래크(230)로 구성되는데, 상기 래크(230)는 대차(100)의 상면에서 상하로 직선 이동할 수 있게 마련된다.
또한, 원동모터(210)와 기어박스(220)는 축으로 연결되는데 상기 축에 클러치(240)가 마련되어 원동모터(210)에서 기어박스(220)로 전달되는 회전력을 단속하게 된다.
이와 같이, 대차(100)에 리프팅 유닛(200)이 마련되면, 원동모터(210)의 작동에 따라 기어박스(220)가 원동모터(210)의 회전력을 적정 회전비로 변환한 후에 래크(230)를 대차(100)의 상하 방향으로 직선 이동시켜 래크(230)의 상단에 설치된 베이스 프레임(250)을 크레인에 견인된 차륜(TW)을 향해 접근시키거나 멀어지게 한다.
한편, 베이스 프레임(250)의 상부에는 차륜(TW)의 외주면과 측면 일부를 감싸는 스캐너 바디(300)가 설치된다. 스캐너 바디(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차륜(TW)의 외주면과 마주하는 저면부(310), 상기 저면부(310)의 양측에 배치되어 차륜(TW)의 측면과 마주하는 측면부(320) 및 상기 측면부(320)와 저면부(310)를 연결하며 상기 측면부(320)를 차륜(TW)의 측면과 가까워지거나 멀어지게 이동시키는 가동부(330)로 구성된다.
이때, 측면부(320)는 저면부(310)를 중심을 양측에 제각기 형성되어 저면부(310)와 측면부(320)가 대략 "∪"자의 형태를 갖게 된다. 또한, 스캐너 바디(300)를 구성하는 저면부(310) 및 일측 측면부에 탐촉 모듈(400)이 마련되며, 타측 측면부에 차륜(TW)의 회전을 감지하는 엔코더(340)가 구비된다.
이에 따라, 저면부(310) 및 일측 측면부에 마련된 각각의 탐촉 모듈(400)의 프로브(410)가 차륜(TW)의 외주면 및 측면으로 초음파를 조사하여 차륜(TW)의 내부에 발생한 크랙을 검사하게 된다.
이렇게 스캐너 바디(300)의 저면부(310) 및 측면부(320)에 마련되는 탐촉 모듈(400)은 도 3에 도시된 바와 같이 스캐너 바디(300)의 저면부(310)에 3개소가 마련되고 측면부(320)에 1개소가 마련되는데, 이때 탐촉 모듈(400)은 차륜(TW)에 크랙이 발생하는 빈도수가 높은 위치에 탐촉 모듈(400)이 위치할 수 있게 스캐너 바디(300)의 저면부(310)와 측면부(320)에 배치된다.
그리고, 가동부(330)는 저면부(310)의 양측면에서 제각기 직립된 상태로 형성되며 탐촉 모듈(400)이 통과하는 관통 홀이 형성된 측면부(320)와, 탐촉 모듈(400)이 탑재되는 가동 블록(332)과, 상기 가동 블록(332)이 직선 이동하게 동력을 제공하는 엑츄에이터(333) 및 측면부(320)와 이격된 상태로 측면부(320)에 고정되고 상기 엑츄에이터(333)가 설치되는 고정 브라켓(334)으로 구성된다.
이러한 가동부(330)는 차륜(TW)이 저면부(310)의 양측면에 마련된 측면부(320) 사이에 위치하는 것에 따라 엑츄에이터(333)가 작동하여 가동 블록(332)을 차륜(TW)의 측면으로 이동시켜 탐촉 모듈(400) 및 엔코더(340)를 차륜(TW)의 측면으로 밀착시키게 된다.
한편, 베이스 프레임(250)의 상부 중 스캐너 바디(300)의 양측에는 차륜(TW)을 회전시키는 차륜회전유닛(500)이 설치된다. 차륜회전유닛(500)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와같이 베이스 프레임(250)의 상부에 설치되는 가이드 레일(510)과, 상기 가이드 레일(510)에 안내되어 이동하는 가이드 블록(520)과, 상기 가이드 블록(520)의 상부에 설치되는 롤러 브라켓(530) 및 상기 롤러 브라켓(530)에 설치되며 차륜(TW)의 외주면과 접촉하는 지지 롤러(540)로 구성된다.
이와 같은, 차륜회전유닛(500)은 차륜(TW)이 저면부(310)의 양측면에 마련된 측면부(320) 사이에 위치할 때 가이드 블록(520)이 가이드 레일(510)을 따라 이동하여 차륜(TW)의 외주면이 지지 롤러(540)에 안정적으로 안착될 수 있도록 지지 롤러(540)의 위치를 조절할 수 있게 된다.
또한, 스캐너 바디(300)를 중심으로 양측에 배치되는 차륜회전유닛(500) 중 어느 하나는 지지 롤러(540)에 회전력을 제공하는 구동모터(550)가 설치되어 지지 롤러(540)의 회전에 의해 차륜(TW)이 회전하여 탐촉 유닛(400)이 차륜(TW)을 전체적으로 검사할 수 있게 된다.
한편, 스캐너 바디(300)의 저면부(310) 및 측면부(320)에 마련되어 차륜(TW)의 내부에 발생한 크랙을 검사하는 탐촉 모듈(400)을 도 7 및 도 8에 의거하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치 중 탐촉 모듈을 나타낸 평면도 및 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 탐촉 모듈(400)은 차륜(TW)의 검사부위로 초음파를 조사하는 프로브(410)와, 상기 프로브(410)를 지지하는 가이드 브라켓(420) 및 상기 가이드 브라켓(420)을 지지하며 스캐너 바디(300) 즉, 저면부(310)와 가동 블록(332)에 제각기 고정되는 조절 하우징(430)으로 구성된다.
가이드 브라켓(420)은 도 7에 도시된 바와 같이 사각틀의 형상을 갖고 가이드 브라켓(420)의 중앙에 프로브(410)가 위치하게 된다. 이때, 프로브(410)는 양 측단이 가이드 브라켓(420)의 내측면과 연결되어 프로브(410)가 가이드 브라켓(420)에 지지된다.
또한, 가이드 브라켓(420)의 하부에는 저면부(310)와 가동 블록(332)에 제각기 고정되는 조절 하우징(430)이 마련되는데, 조절 하우징(430)은 "H"자의 형상을 갖고 양측에 제각기 가이드홈(431)이 형성된다.
이러한 가이드홈(431)은 도 7에 도시된 바와 같이 프로브(410)의 양 측단 방향으로 길게 형성되고 저면부(310)와 가동 블록(332)에 제각기 나사체결되는 볼트(미도시)가 관통하여 조절 하우징(430)이 저면부(310)와 가동 블록(332)에 제각기 고정된다.
이렇게, 조절 하우징(430)에 가이드홈(431)이 형성되면 저면부(310)와 가동 블록(332)에 각각 고정된 조절 하우징(430)의 위치를 필요에 따라 조절할 수 있는데, 저면부(310)와 가동 블록(332)과 제각기 나사체결된 볼트를 느슨하게 풀고 조절 하우징(430)의 위치를 조절한 상태에서 볼트를 조임하는 것에 의해 차륜(TW)에 초음파를 조사하는 프로브(410)의 위치를 변경할 수 있다.
그리고, 가이드 브라켓(420)과 조절 하우징(430)은 차륜(TW)을 향해 이동시키는 완충 유닛(440)에 의해 연결된다. 즉, 완충 유닛(440)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 지지축(441) 및 완충부재(442)로 구성된다.
부연하자면, 지지축(441)은 가이드 브라켓(420)의 양 끝단과 나사체결되며 조절 하우징(430)을 관통하는 봉의 형상을 갖게 되며, 지지축(441)에 코일 스프링과 같은 구조를 갖는 완충부재(442)가 개재된다.
이때, 완충부재(442)는 지지축(441)에 개재된 상태로 가이드 브라켓(420)과 조절 하우징(430) 사이에 위치하여 탄성력이 발휘되어 차륜(TW)의 표면과 접촉하는 프로브(410)에 과도한 압력이 가해지는 경우 완충부재(442)가 압축되어 프로브(410)가 조절 하우징(430)을 향해 이동하게 되어 프로브(410)에 과도한 압력이 가해져 파손되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 탐촉 모듈(400)은 프로브(410)를 틸팅시키는 틸팅 조절유닛(450)이 마련되어 프로브(410)로부터 조사되는 초음파의 조사 방향을 조절할 수 있다.
이를 위해, 프로브(410)와 가이드 브라켓(420)이 연결되는 부위에 틸팅 조절유닛(450)이 마련되는데, 틸팅 조절유닛(450)은 도 8의 원안에 도시된 바와 같이 프로브(410)의 양 측단에 형성된 회전핀(451)과, 상기 회전핀(451)과 마주하는 가이드 브라켓(420)의 내측에 형성되어 회전핀(451)을 지지하는 회전홀(452)이 형성된다.
그리고, 회전홀(452)에 회전핀(451)을 탄성력으로 압박하는 지지부재(453)가 설치되는데, 지지부재(453)는 코일 스프링으로 이루어지며 회전핀(451)과 직교하여 회전홀(452)에 삽입된다.
이렇게 프로브(410)가 회전핀(451)에 의해 가이드 브라켓(420)에 의해 지지되고, 상기 회전핀(451)을 압박하는 지지부재(453)가 가이드 브라켓(420)의 회전홀(452)에 삽입되면, 작업자가 차륜(TW)에 초음파가 적정하게 조사될 수 있게 프로브(410)를 회전핀(451)을 중심으로 틸팅시켜 프로브(410)를 차륜(TW)의 표면과 대면하도록 조절하게 된다.
이렇게 작업자가 프로브(410)의 틸팅 위치를 조절하게 되면 회전홀(452)에 삽입된 상태로 회전핀(451)으로 탄성력이 발휘되는 지지부재(453)가 회전핀(451)을 압박하여 프로브(410)가 임의적으로 움직이지 않도록 고정하게 된다.
한편, 대차(100)는 차륜(TW)의 표면에 형성된 녹을 제거하는 녹 제거부(600)가 마련된다. 녹 제거부(600)는 도 1에 도시된 바와 같이 하단이 대차(100)에 고정되고 상단이 대차(100)의 상부를 향해 연장되는 포스트(610)와, 상기 포스트(610)의 외주면을 감싸 조이는 클램프(620)와, 상기 클램프(620)와 힌지에 의해 결속되고 각도가 조절되는 서포터(630) 및 상기 서포터(630)의 끝단에 구비되어 차륜(TW)의 표면에 형성된 녹을 제거하는 스크레이퍼(640)로 구성된다.
이와 같은 녹 제거부(600)는 클램프(620)가 포스트(610)를 따라 상하로 이동하여 스크레이퍼(640)가 차륜(TW)의 외주면과 접촉할 수 있는 높이에 위치하게 되면 클램프(620)를 조여 고정하게 된다.
이와 같이, 클램프(620)의 높이가 설정되면 클램프(620)로부터 서포터(630)의 각도를 조절하여 스크레이퍼(640)를 차륜(TW)의 외주면에 밀착시키게 된다.
이렇게, 스크레이퍼(640)가 차륜(TW)의 외주면에 밀착되면 앞서 설명한 차륜회전유닛(500)에 의해 차륜(TW)이 회전하게 되면서 스크레이퍼(640)가 차륜(TW)의 외주면에 형성된 녹을 긁어 내어 차륜(TW)에 형성된 녹을 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 대차(100)는 차륜(TW)의 표면에 형성된 이물질을 제거하는 이물질 제거부(700)가 마련된다. 이물질 제거부(700)는 도 2에 도시된 바와 같이 차륜(TW)의 표면을 향해 레이저 빔을 조사하여 차륜(TW)의 표면에 형성된 이물질을 태워 제거하는 레이저 조사기가 될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 철도차량 정비용 초음파 탐상장치에 의하면, 크레인에 견인된 차축(TS)의 하부로 대차(100)가 진입하여 차륜(TW)의 표면에 밀착되도록 탐촉 모듈(400) 및 엔코더(340)의 위치를 신속하고 정밀하게 조절할 수 있어 차륜(TW)의 크랙 검사를 신속하고 편리하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 스캐너 바디(300)의 저면부(310) 및 측면부(320)에 설치된 다수의 탐촉 모듈(400)의 위치를 조절 하우징(430)에 의해 조절하고 이로부터 프로브(410)의 위치를 변경할 수 있어 차륜(TW)의 내부에 발생한 크랙을 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 탐촉 모듈(400)의 가이드 브라켓(420)과 조절 하우징(430)이 완충 유닛(440)에 의해 연결되어 차륜(TW)의 표면과 접촉하는 프로브(410)에 과도한 압력이 가해지는 경우 프로브(410)가 조절 하우징(430)을 향해 이동하게 되어 프로브(410)에 과도한 압력이 가해져 파손되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 가이드 브라켓(420)에 설치되는 프로브(410)가 틸팅 조절유닛(450)에 의해 지지되어 차륜(TW)의 표면을 향해 초음파를 조사하는 프로브(410)의 기울기를 조절할 수 있어 차륜(TW)의 내부에 발생한 크랙을 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 녹 제거부(600) 및 이물질 제거부(700)가 마련되어 차륜(TW)에 형성된 녹을 스크레이퍼(640)에 의해 제거할 수 있고 차륜(TW)에 형성된 이물질을 고열의 레이저 빔으로 태워 제거할 수 있어 차륜의 비파괴 검사와 동시에 차륜에 형성된 녹 및 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.
100 : 대차 110 : 바퀴
200 : 리프팅 유닛 210 : 원동모터
220 : 기어박스 230 : 래크
240 : 클러치 250 : 베이스 프레임
300 : 스캐너 바디 310 : 저면부
320 : 측면부 330 : 가동부
332 : 가동 블록 333 : 엑츄에이터
334 : 고정 브라켓 340 : 엔코더
400 : 탐촉 모듈
410 : 프로브 420 : 가이드 브라켓
430 : 조절 하우징 440 : 완충 유닛
441 : 지지축 442 : 완충부재
450 : 틸팅 조절유닛 451 : 회전핀
452 : 회전홀 453 : 지지부재
500 : 차륜회전유닛 510 : 가이드 레일
520 : 가이드 블록 530 : 롤러 브라켓
540 : 지지 롤러 550 : 구동모터
600 : 녹 제거부 610 : 포스트
620 : 클램프 630 : 서포터
640 : 스크레이퍼 700 : 이물질 제거부

Claims (8)

  1. 크레인에 견인된 철도차량의 차축 하부로 진입하는 대차;
    상기 대차의 상부에 설치되어 견인된 차축의 차륜을 향해 승강하는 리프팅 유닛;
    상기 리프팅 유닛의 상단에 설치되어 상기 리프팅 유닛의 작동에 따라 상기 차륜을 향해 근접하는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 차륜의 외주면과 측면 일부를 감싸는 스캐너 바디;
    상기 스캐너 바디에 장착되어 상기 차륜의 검사부위로 초음파를 발생시키는 탐촉 모듈; 및
    상기 베이스 프레임의 상부에 설치되며 상기 스캐너 바디를 중심으로 양측에 배치되고 상기 차륜과 접촉하여 차륜을 회전시키는 차륜회전유닛;을 포함하며,
    상기 대차는 상기 차륜의 표면을 향해 레이저를 조사하여 차륜의 표면에 형성된 이물질을 태워 제거하는 이물질 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캐너 바디는
    상기 차륜의 외주면과 마주하는 저면부;
    상기 저면부의 양측에 배치되어 차륜의 측면과 마주하는 측면부; 및
    상기 측면부와 저면부를 연결하며 상기 측면부를 상기 차륜의 측면과 가까워지거나 멀어지게 이동하는 가동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 저면부 및 측면부에 제각기 탐촉 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 측면부는
    상기 차륜의 회전을 감지하는 엔코더가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 가동부는
    상기 저면부의 양측면에서 제각기 직립된 상태로 형성되며 상기 탐촉 모듈이 통과하는 관통 홀이 형성된 측면부와;
    상기 탐촉 모듈이 탑재되는 가동 블록;
    상기 가동 블록이 직선 이동하게 동력을 제공하는 엑츄에이터; 및
    상기 측면부와 이격된 상태로 측면부에 고정되고 상기 엑츄에이터가 설치되는 고정 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탐촉 모듈은
    상기 차륜의 검사부위로 초음파를 조사하는 프로브;
    상기 프로브를 지지하는 가이드 브라켓; 및
    상기 가이드 브라켓을 지지하며 상기 스캐너 바디에 고정되는 조절 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 대차는
    상기 차륜의 표면과 접촉하여 차륜의 표면에 형성된 녹을 제거하는 녹 제거부;를 더 포함하고,
    상기 녹 제거부는
    상기 대차에서 상부를 향해 연장되는 포스트;
    상기 포스트의 외주면을 감싸 조이는 클램프;
    상기 클램프와 힌지에 의해 결속되고 각도가 조절되는 서포터; 및
    상기 서포터의 끝단에 구비되어 상기 차륜의 표면에 형성된 녹을 제거하는 스크레이퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 정비용 초음파 탐상장치.
  8. 삭제
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