KR101867446B1

KR101867446B1 - 철도차량용 대차

Info

Publication number: KR101867446B1
Application number: KR1020177017161A
Authority: KR
Inventors: ?이치 나카오; 타케요시 쿠즈노키
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2018-07-19
Also published as: JP2016113064A; CN107074254A; SG11201704886QA; EP3235704A1; US10035524B2; CN107074254B; WO2016098299A1; US20170349189A1; KR20170087932A; TW201628900A; TWI584981B; EP3235704B1; EP3235704A4; JP6383282B2

Abstract

대차는, 일단부가 제1 축 상자에 지지되는 한편, 타단부가 제2 축 상자에 지지된 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 압압 부재에 대해 상대 변위 가능하게 하방에서 지지하는 판 스프링과; 횡량과 제1 축 상자를 접속하고, 각각의 일단부가 제1 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크와; 횡량과 제2 축 상자를 접속하고, 각각의 일단부가 제2 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크를 구비하며, 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크의 일단부와 제1 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 제1 차축의 중심을 통과하는 제1 가상 직선상에 배치되고, 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크의 일단부와 제2 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 제2 차축의 중심을 통과하는 제2 가상 직선상에 배치된다.

Description

철도차량용 대차{BOGIE FOR RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 철도차량의 차체를 지지하는 대차에 관한 것이다.

철도차량에서는, 차체가 대차에 의해 지지 되어 있다. 최근, LRV(Light Rail Vehicle) 등의 차량도 보급되고 있으며, 차량의 저상화(低床化)를 실현할 대차도 요망되고 있다. 특허문헌 1의 대차는, 측량(側梁, side beam)과 횡량(橫梁, cross beam)으로 구성되는 대차 프레임을 정면에서 바라볼 때 오목 형상으로 만드는 것에 의해 저상화를 실현하고 있다.

한편으로, 대차에는 승차감 및 주행 안전성을 확보할 것도 요구된다. 이에 대해, 특허문헌 2의 대차에서는, 한 쌍의 측량과 횡량 사이에 베어링이 설치되고, 측량이 차폭 방향(침목 방향)의 회전축 둘레로 회전 가능한 상태로 횡량에 지지 되어 있다. 이것에 의하면, 궤도 높이의 불균일이 존재하더라도, 좌우 측량이 베어링 부의 회전축 둘레로 상대 회전함으로써, 차륜의 궤도에 대한 추종성이 향상되고, 차륜으로부터 궤도에 가해지는 연직 방향의 힘(바퀴 하중)이 안정되어, 탈선을 방지할 수 있다고 되어 있다.

일본 특허출원공개 2010-274685호 일본 특허출원공개 2011-148367호

그런데 특허문헌 2의 경우, 측량이 좌우 비대칭으로 상하로 요동할 수 있음으로써 '바퀴 하중 빠짐'이 방지되지만, 궤도로부터 차륜에 가해지는 차폭 방향의 힘(횡압)을 감소시키는 것은 고려되어 있지 않다. 횡압(Q)의 바퀴 하중(P)에 대한 비율(Q/P)(탈선 계수)이 소정 값 이상으로 커지면, 차륜의 플랜지가 궤도를 올라타서 탈선할 가능성이 커진다. 따라서, 탈선을 효과적으로 방지하기 위해서는, 바퀴 하중 빠짐을 방지할 뿐만 아니라, 횡압도 충분히 감소시킬 수 있는 구성이 요망된다.

그리고 이러한 주행 안전성을 확보하면서, 경량화와 함께 저상화 한 대차도 요구된다. 이에 대해, 특허문헌 1의 대차는, 저상화는 실현되고 있지만, 대차 프레임은 복잡한 구성으로 이루어짐과 더불어 경량화에는 이르지 못하였다.

그래서 본 발명은, 저상화와 함께 경량화를 도모하면서 주행 안전성이 확보된 대차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따른 철도차량용 대차는, 제1 및 제2 차축을 각각 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 베어링을 각각 수용하는 제1 및 제2 축 상자와; 차폭 방향을 따라 연장되며, 하방에 압압 부재가 설치된 횡량과; 일단부가 상기 제1 축 상자에 지지되는 한편, 타단부가 상기 제2 축 상자에 지지된 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 상기 압압 부재에 대해 상대 변위 가능하게 하방에서 지지하는 판 스프링과; 상기 횡량과 상기 제1 축 상자를 접속한 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 각각의 일단부가 상기 제1 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크와; 상기 횡량과 상기 제2 축 상자를 접속한 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 각각의 일단부가 상기 제2 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크를 구비하며, 상기 제1 상부 링크 및 상기 제1 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제1 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제1 차축의 중심을 통과하는 제1 가상 직선상에 배치되고, 상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제2 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제2 차축의 중심을 통과하는 제2 가상 직선상에 배치된다.

상기 구성에 의하면, 횡량과 축 상자를 접속하는 연결 부재로서의 각 링크와, 횡량의 압압 부재를 하방으로부터 지지하는 판 스프링이, 차량 길이 방향으로 연장되는 간소한 구성으로 이루어져 있으므로, 횡량의 위치를 낮추어 차량을 저상화하기 쉬워짐과 더불어 경량화를 도모할 수가 있다. 또한, 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크 각각과 제1 축 상자가 탄성적으로 연결되는 한편, 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크 각각과 제2 축 상자가 탄성적으로 연결되므로, 제1 및 제2 차축이 횡량에 대해 조타 방향으로 상대 각변위 하는 것이 가능해진다. 그리고 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크의 일단부와 제1 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 제1 차축의 중심을 통과하는 제1 가상 직선상에 배치되고, 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크의 일단부와 제2 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 제2 차축의 중심을 통과하는 제2 가상 직선상에 배치되므로, 차량 길이 방향의 어떤 쪽을 향해 주행할 때에도(전진 시에도 후진 시에도), 이들 가상 직선을 기준으로 하여, 차축이 궤도의 좌우방향 굽어짐을 따라서 원활히 자연 조타(회두(回頭)) 되게 된다. 그 때문에, 궤도로부터의 횡압의 감소에 기여할 수가 있다. 또한, 횡량에 설치된 압압 부재를 판 스프링이 상대 변위 가능하게 하방으로부터 지지하는 한편, 제1 및 제2 축 상자 각각과 횡량이 상하 한 쌍의 링크에 의해 개별적으로 접속되는 구성이므로, 횡량과 판 스프링 사이에 비틀림력이 전달되기 어렵고, 대차의 각 축 상자가 독립적으로 원활하게 상하 변위 할 수가 있다. 따라서, 각 차륜이 궤도의 기복 등에 추종하기 쉬워지고, 바퀴 하중 빠짐도 효과적으로 방지할 수가 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저상화 및 경량화를 도모하면서, 주행 안전성을 확보할 수가 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 대차의 평면도로서, 상반부가 아래에서 바라본 도면이고, 하반부가 위에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 대차의 횡량을 차량 길이 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 측면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 대차의 평면도로서, 상반부가 아래에서 바라본 도면이고, 하반부가 위에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선에 따른 단면도이다.
도 9는 제3 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 축 상자와 링크의 연결 형태를 확대하여 모식적으로 나타낸 측면도이다.
도 10은 제4 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 측면도이다.
도 11은 제5 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 측면도이다.

이하, 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 철도차량이 진행하는 방향에서 차체가 연장되는 길이방향을 '차량 길이 방향'이라고 하고, 그것에 직교하는 횡 방향을 '차폭 방향'이라고 정의한다(또한, 차량 길이 방향은 '전후 방향'이라고도 칭하고, 차폭 방향은 '좌우 방향'이라고도 칭한다). 또한, 도면 중에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 있다.

(제1 실시형태)

도 1은 제1 실시형태에 따른 철도차량용 대차(1)의 측면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 대차(1)의 평면도로서, 상반부가 아래에서 바라본 도면이고 하반부가 위에서 바라본 도면이다. 도 3은 도 1에 나타낸 대차(1)의 횡량(5)을 차량 길이 방향에서 바라본 도면이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 철도차량용 대차(1)는, 2차 서스펜션을 이루는 좌우 한 쌍의 공기 스프링(2)을 통해 차체(3)를 지지하는 대차 프레임(4)을 구비한다. 대차 프레임(4)은, 차폭 방향으로 연장되어 차체를 지지하는 횡량(5)을 구비한다. 횡량(5)의 전방 및 후방에는, 각각 제1 바퀴 축(輪軸)(6) 및 제2 바퀴 축(7)이 배치되어 있다. 제1 바퀴 축(6)은, 차폭 방향을 따라 연장되는 제1 차축(8)과, 제1 차축(8)의 양측에 각각 고정된 제1 차륜(10)을 가진다. 제2 바퀴 축(7)은 차폭 방향을 따라 연장되는 제2 차축(9)과, 제2 차축(9)의 양측에 각각 고정된 제2 차륜(11)을 가진다.

제1 차축(8) 및 제2 차축(9)의 차폭 방향 양단부에는, 이들 차축(8, 9)을 각각 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링(12) 및 제2 베어링(13)이 설치되어 있다. 제1 베어링(12) 및 제2 베어링(13)은, 각각 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)에 수용되어 있다. 제1 축 상자(14)와 제2 축 상자(15) 사이에는, 차량 길이 방향으로 연장된 판 스프링(16)이 건너 걸쳐져 있다. 판 스프링(16)은, 예를 들면, 섬유강화 수지로 형성되어 있다. 판 스프링(16)의 길이 방향 중앙부(16a)는, 횡량(5)의 차폭 방향 양단부(5a)를 이격 가능하게 하방으로부터 지지하고, 판 스프링(16)의 길이 방향 일단부(16b) 및 타단부(16c)는, 각각 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)에 하방으로부터 지지 되어 있다. 즉, 판 스프링(16)이, 1차 서스펜션의 기능과 종래의 측량의 기능의 일부를 겸하고 있다.

제1 축 상자(14)는, 제1 베어링(12)을 수용하는 제1 본체부(14a)와, 제1 본체부(14a)로부터 차량 길이 방향 중앙 측으로 돌출되어 판 스프링(16)의 일단부(16b)를 하방으로부터 지지하는 제1 스프링 지지부(14b)를 가진다. 제2 축 상자(15)는, 제2 베어링(13)을 수용하는 제2 본체부(15a)와, 제2 본체부(15a)로부터 차량 길이 방향 중앙 측으로 돌출되어 판 스프링(16)의 타단부(16c)를 하방으로부터 지지하는 제2 스프링 지지부(15b)를 가진다. 판 스프링(16)의 일단부(16b)는 제1 스프링 지지부(14b)에 하방으로부터 지지 되고, 판 스프링(16)의 타단부(16c)는 제2 스프링 지지부(15b)에 하방으로부터 지지 되어 있다. 구체적으로는, 제1 스프링 지지부(14b) 및 제2 스프링 지지부(15b) 위에, 각각 제1 적층 고무(17) 및 제2 적층 고무(18)가 설치되고, 제1 적층 고무(17) 및 제2 적층 고무(18)의 위에는, 각각 제1 안장(19) 및 제2 안장(20)이 설치되며, 제1 안장(19) 및 제2 안장(20) 위에는, 각각 판 스프링(16)의 일단부(16b) 및 타단부(16c)가 얹혀있다.

횡량(5)의 차폭 방향 양단부(5a)에는, 압압면(押壓面)(21a)을 하방으로 향한 압압 부재(21)가 설치되어 있다. 압압 부재(21)는, 별도의 물체를 횡량 본체에 고정한 것이지만, 횡량 본체에 일체로 형성된 것이어도 좋다. 압압 부재(21)의 압압면(21a)은, 측면에서 바라볼 때 하방으로 볼록한 원호형상이다. 압압 부재(21)는, 강성(剛性) 부재(예를 들면, 금속 또는 섬유 강화 수지 등)로 형성되어 있다. 압압 부재(21)는, 판 스프링(16)에 대해 상대 변위 가능한 상태로 판 스프링(16)의 중앙부(16a)에 상방에서 얹혀져 있다. 즉, 압압 부재(21)는, 판 스프링(16)을 압압 부재(21)에 대해 상하방향으로 고정 시키지 않은 상태로, 횡량(5)의 하중에 의해서 판 스프링(16)의 상면을 압압면(21a)으로 하방으로 밀어 누르고 있다. 또한, 판 스프링(16)의 상면은, 고무 등을 통해 압압 부재(21)에 접하고 있어도 좋다. 판 스프링(16)은, 무부하 상태에서, 상면이 수평인 평탄면이고, 판 스프링(16)의 길이 방향 중앙부(16a)가, 판 스프링(16)의 길이 방향 일단부(16b) 및 타단부(16c)보다 상하 방향으로 두껍다. 일례로서, 판 스프링(16)의 하면이 하방으로 볼록한 원호면을 가진다. 또한, 도 1은 공차 상태의 차체(3)를 지지한 대차(1)를 나타내며, 그 상태에서의 판 스프링(16)은, 그 중앙부(16a)의 상면이 압압 부재(21)의 하면을 따른 원호 형상을 이루도록 탄성 변형한다(만차 상태의 차체(3)를 지지한 대차(1)에서는, 판 스프링(16)은 더욱 탄성 변형한다).

이와 같이, 판 스프링(16)은 압압 부재(21) 및 안장(19, 20)에 대해 볼트 등으로 고정되어 있지 않기 때문에, 전후의 차륜(10, 11)에 높낮이 차이가 발생했을 경우에도, 차륜(10, 11)의 상하 변위에 추종하도록 판 스프링(16)이 압압 부재(21)의 압압면(21a)에 대해 회전하고, 판 스프링(16)으로부터 전후 축 상자(14, 15)에 대해 균등한 하중 밸런스로 하중을 입력하려고 하기 때문에, 바퀴 하중 빠짐을 방지할 수가 있다.

횡량(5)과 제1 축 상자(14)는, 차량 길이 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제1 상부 링크(22) 및 제1 하부 링크(23)로 회동 가능하게 연결되어 있다. 횡량(5)과 제2 축 상자(15)는, 차량 길이 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제2 상부 링크(24) 및 제2 하부 링크(25)로 회동 가능하게 연결되어 있다. 제1 상부 링크(22)와 제1 하부 링크(23) 조합, 그리고 제2 상부 링크(24)와 제2 하부 링크(25) 조합은, 각각 평행 링크를 구성하고 있다. 판 스프링(16)은, 제1 상부 링크(22) 및 제2 상부 링크(24)보다 하방에 위치하는 한편, 제1 하부 링크(23) 및 제2 하부 링크(25)보다 상방에 위치하고 있다. 공차 상태의 차체(3)를 지지한 대차(1)에서, 각 링크(22 ~ 25)는 수평으로 연장되어 있다.

제1 축 상자(14)는, 제1 상부 링크(22)에 접속되는 제1 상측 지지부(14c)와, 제1 하부 링크(23)에 접속되는 제1 하측 지지부(14d)를 더 가진다. 제2 축 상자(15)는, 제2 상부 링크(24)에 접속되는 제2 상측 지지부(15c)와, 제2 하부 링크(25)에 접속되는 제2 하측 지지부(15d)를 더 가진다. 제1 상측 지지부(14c) 및 제2 상측 지지부(15c)는 각각 제1 본체부(14a) 및 제2 본체부(15a)의 상측에 설치되는 한편, 제1 하측 지지부(14d) 및 제2 하측 지지부(15d)는 각각 제1 본체부(14a) 및 제2 본체부(15a)의 하측에 설치된다. 제1 상부 링크(22)와 제1 상측 지지부(14c) 사이에는 제1 상부 탄성 부재(26)가 설치되고, 제1 하부 링크(23)와 제1 하측 지지부(14d) 사이에는 제1 하부 탄성 부재(27)가 설치된다. 제2 상부 링크(24)와 제2 상측 지지부(15c) 사이에는 제2 상부 탄성 부재(28)가 설치되고, 제2 하부 링크(25)와 제2 하측 지지부(15d) 사이에는 제2 하부 탄성 부재(29)가 설치된다.

횡량(5)의 양단부(5a)는, 제1 상부 링크(22) 및 제2 상부 링크(24)에 각각 접속되는 제1 상측 지지부(5b) 및 제2 상측 지지부(5c)와, 제1 하부 링크(23) 및 제2 하부 링크(25)에 각각 접속되는 제1 하측 지지부(5d) 및 제2 하측 지지부(5e)를 가진다. 제1 상부 링크(22)와 제1 상측 지지부(5b) 사이에는 제1 상부 탄성 부재(30)가 설치되고, 제1 하부 링크(23)와 제1 하측 지지부(5d) 사이에는 제1 하부 탄성 부재(31)가 설치된다. 제2 상부 링크(24)와 제2 상측 지지부(5c) 사이에는 제2 상부 탄성 부재(32)가 설치되고, 제2 하부 링크(25)와 제2 하측 지지부(5e) 사이에는 제2 하부 탄성 부재(33)가 설치된다. 본 실시형태에서는, 탄성 부재(26 ~ 33)는 차폭 방향으로 축선을 향하여 배치된 원통형의 고무 부시이다.

제1 축 상자(14)의 제1 상측 지지부(14c)는, 차폭 방향으로 축선을 가지는 통부(14ca)를 가진다. 제1 상부 링크(22)의 차량 길이 방향 외단부(22a)(일단부)는, 차폭 방향으로 연장되어 통부(14ca)에 틈새를 두고 삽입관통되는 축부(22aa)를 가진다. 통부(14ca)와 축부(22aa) 사이에는 고무 부시인 제1 상부 탄성 부재(26)가 설치되어 있다. 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)의 각 지지부(14c, 14d, 15c, 15d)의 각 링크(22 ~ 25)에 대한 연결 형태는 서로 동일하므로 나머지의 설명은 생략한다.

제1 상부 링크(22)의 차량 길이 방향의 내단부(22b)(타단부)는, 차폭 방향으로 축선을 가지는 통부(22ba)를 가진다. 횡량(5)의 제1 상측 지지부(5b)는, 차폭 방향으로 연장되어 통부(22ba)에 틈새를 두고 삽입관통되는 축부(5ba)를 가진다. 통부(22ba)와 축부(5ba) 사이에는, 고무 부시인 탄성 부재(30)가 설치되어 있다. 횡량(5)의 각 지지부(5b, 5c, 5d, 5e)의 각 링크(22 ~ 25)에 대한 연결 형태는 서로 동일하므로 나머지의 설명은 생략한다.

제1 축 상자(14)의 제1 상측 지지부(14c) 및 제1 하측 지지부(14d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(15c) 및 제2 하측 지지부(15d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 제2 가상 직선(L2) 상에 배치된다. 구체적으로는, 제1 상측 지지부(14c)의 통부(14ca)와 제1 하측 지지부(14d)의 통부가, 측면에서 바라볼 때 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되어 있다(제2 가상 직선(L2)에 대해서도 동일함). 결과적으로, 제1 상부 링크(22) 및 제1 하부 링크(23)의 일단부와 제1 축 상자(14)와의 연결점(P1, P2)이, 측면에서 바라볼 때 제1 가상 직선(L1) 상에 위치하는 한편, 제2 상부 링크(24) 및 제2 하부 링크(25)의 일단부와 제2 축 상자(15)와의 연결점(P3, P4)이, 측면에서 바라볼 때 제2 가상 직선(L2) 상에 위치하고 있다. 여기서, 연결점(P1 ~ P4)은, 링크(22 ~ 25)가 축 상자(14, 15)에 대해서 회동하는 회동 지지점과 일치하는 것이다.

또한, 제1 상측 지지부(14c) 및 제1 하측 지지부(14d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 연직선(V1)으로부터 어긋나게 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(15c) 및 제2 하측 지지부(15d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 연직선(V2)으로부터 어긋나게 배치된다. 즉, 연결점(P1, P2)은, 측면에서 바라볼 때 연직선(V1)으로부터 어긋나게 배치되는 한편, 연결점(P3, P4)은 측면에서 바라볼 때 연직선(V2)으로부터 어긋나게 배치된다. 이것에 의해 가상 직선(L1, L2)은, 차축(8, 9)의 중심 둘레로 연직선(V1, V2)에 대하여 경사져 있다. 구체적으로는, 제1 상측 지지부(14c) 및 제2 상측 지지부(15c)가, 연직선(V1, V2)보다 차량 길이 방향의 바깥쪽에 위치하고, 제1 하측 지지부(14d) 및 제2 하측 지지부(15d)가 연직선(V1, V2)보다 차량 길이 방향의 안쪽에 위치하고 있다.

또한, 횡량(5)의 제1 상측 지지부(5b) 및 제1 하측 지지부(5d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 가상 직선(L1)과 평행한 제3 가상 직선(L3) 상에 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(5c) 및 제2 하측 지지부(5e)는, 측면에서 바라볼 때 제2 가상 직선(L2)과 평행한 제4 가상 직선(L4) 상에 배치된다. 즉, 제1 상부 링크(22) 및 제1 하부 링크(23)의 타단부와 횡량(5)과의 연결점(P5, P6)을 이은 제3 가상 직선(L3)이 제1 가상 직선(L1)과 평행인 한편, 제2 상부 링크(24) 및 제2 하부 링크(25)의 타단부와 횡량(5)과의 연결점(P7, P8)을 이은 제4 가상 직선(L4)이 제2 가상 직선(L2)과 평행이다.

제1 상부 탄성 부재(30)와 제1 하부 탄성 부재(31)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)을 사이에 두도록 배치되고, 제2 상부 탄성 부재(32)와 제2 하부 탄성 부재(33)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)을 사이에 두도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 제1 상부 탄성 부재(30)와 제1 하부 탄성 부재(31)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 기준으로 하여 점대칭으로 배치되고, 제2 상부 탄성 부재(32)와 제2 하부 탄성 부재(33)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 기준으로 하여 점대칭으로 배치되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 횡량(5)의 양단부(5a) 각각은, 하방으로 연장되는 측벽부(5f)와, 측벽부(5f)의 상부에서 차폭 방향 외측으로 돌출되는 상벽부(5g)와, 측벽부(5f)의 하부에서 차폭 방향 외측으로 돌출되는 하벽부(5h)를 가진다. 하벽부(5h)의 측벽부(5f)로부터 차폭 방향 외측으로의 돌출량은, 상벽부(5g)의 측벽부(5f)로부터 차폭 방향 외측으로의 돌출량보다 작다. 상벽부(5g)의 상면에는 공기 스프링(2)이 탑재되고, 상벽부(5g)의 하면에는 압압 부재(21)가 고정되어 있다. 하벽부(5h)는, 그 차폭 방향 외측의 선단으로 갈수록 상벽부(5g)와의 간격이 커지는 끝이 가느다란 테이퍼부(5ha)를 가진다. 압압 부재(21)와 하벽부(5h) 사이에, 판 스프링(16)이 삽입관통되는 한편 차폭 방향 외측을 향해서 열린 판 스프링 삽입관통공간(S)이 형성되어 있다. 판 스프링 삽입관통공간(S)에 배치된 판 스프링(16)은, 압압 부재(21)의 압압면(21a)과 접촉하고, 하벽부(5h)로부터는 상방으로 떨어져 있다.

하벽부(5h)는, 상벽부(5g)보다 차량 길이 방향으로 짧다. 제1 상부 링크(22) 및 제2 상부 링크(24)는, 상벽부(5g)의 차량 길이 방향 단부에 연결되는 한편, 제1 하부 링크(23) 및 제2 하부 링크(25)는, 하벽부(5h)의 차량 길이 방향 단부에 연결되어 있다. 횡량(5)의 하면에는, 횡량(5)을 들어올리기 위한 잭 장치(도시하지 않음)를 아래쪽에서 밀착해 누를 수 있는 잭 패드(jack pad)(34)가 설치되어 있다. 상세하게는, 측벽부(5f)의 차폭 방향 내측의 측면 및 횡량(5)의 하면에 보강 부재(5j)가 접속되고, 그 보강 부재(5j)의 하면에 잭 패드(34)가 설치되어 있다. 잭 패드(34)는, 차륜(10, 11)의 답면(踏面)과 차폭 방향 위치가 동일해지도록 대차(1)에 설치된다. 따라서, 레일 상의 횡량(5)을 잭 업(jack-up) 할 때에는, 레일의 상면에 잭 장치를 얹고, 그 잭 장치에 의해 바로 위의 잭 패드(34)를 상방으로 밀어올림으로써, 안정적으로 횡량(5)을 들어올릴 수가 있다.

또한, 공기 스프링(2)은, 그 상면(2a)이 제1 차륜(10) 및 제2 차륜(11)의 상단보다 낮게 배치되어 있다. 즉, 차륜(10, 11)의 상단은, 차체(3)의 받침 프레임(3a)의 하면보다 높게 배치되어 있다(도 3). 받침 프레임(3a)에는, 차륜(10, 11)에 대응하는 위치에 공극이 형성되어 있고, 차륜(10, 11)의 상단은 그 공극에 위치하고 있다.

또한, 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)에는, 궤도로부터 일정한 높이에 위치할 것이 요구되는 부속 기기(35)가 접속되어 있다. 부속 기기(35)는, 예를 들면, 장애물 제거기 또는 제설 판 등이다(도 2에서는, 도면 작성의 편의상, 제2 축 상자(15)에 접속된 부속 기기(35)만을 도시하였지만, 제1 축 상자(14)에도 부속 기기(35)가 접속된다).

이상으로 설명한 구성에 의하면, 횡량(5)과 축 상자(14, 15)를 접속하는 연결 부재로서의 각 링크(22 ~ 25)와, 횡량(5)의 압압 부재(21)를 하방에서 지지하는 판 스프링(16)이, 차량 길이 방향으로 연장되는 간소한 구성으로 이루어져 있으므로, 횡량(5)의 위치를 낮추어 차량을 저상화 하기 쉬워지는 한편, 경량화를 도모할 수가 있다. 제1 상부 링크(22) 및 제1 하부 링크(23) 각각과 제1 축 상자(14) 사이에 제1 상부 탄성 부재(26) 및 제1 하부 탄성 부재(27)가 각각 설치되는 한편, 제2 상부 링크(24) 및 제2 하부 링크(25) 각각과 제2 축 상자(15) 사이에 제2 상부 탄성 부재(28) 및 제2 하부 탄성 부재(29)가 각각 설치되므로, 각 탄성 부재(26 ~ 29)의 탄성 변형에 의해 제1 바퀴 축(6) 및 제2 바퀴 축(7)이 횡량(5)에 대하여 조타 방향으로 상대 각변위 하는 것이 가능해진다. 그리고 제1 상측 지지부(14c) 및 제1 하측 지지부(14d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(15c) 및 제2 하측 지지부(15d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 제2 가상 직선(L2) 상에 배치되므로, 대차(1)가 차량 길이 방향의 어떤 쪽을 향해 주행할 때에도, 이들 가상 직선(L1, L2)을 기준으로 하며, 바퀴 축(6, 7)이 궤도의 좌우 방향의 굽어짐을 따라서 원활히 자연 조타(회두)되게 된다. 그러므로 궤도로부터의 횡압을 효과적으로 감소시킬 수 있고 곡선 통과 성능을 향상시킬 수가 있다.

또한, 횡량(5)에 설치된 압압 부재(21)를 판 스프링(16)이 상대 변위 가능하게 하방에서 지지하는 한편, 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15) 각각과 횡량(5)이 상하 한 쌍의 링크(22 ~ 25)에 의해 개별적으로 접속되는 구성이므로, 횡량(5)과 판 스프링(16) 사이에 비틀림력이 전달되기 어렵고, 대차(1)의 각 축 상자(14, 15)가 독립적으로 원활하게 상하 변위 할 수가 있는 한편, 전술한 판 스프링(16)의 회전에 의한 하중 밸런스의 효과에 의해 각 차륜(10, 11)이 궤도의 기복 등에 추종하기 쉬워져, 바퀴 하중 빠짐도 효과적으로 방지할 수가 있다.

또한, 압압 부재(21)의 원호형 압압면(21a)이 판 스프링(16)에 상대 변위 가능한 상태로 판 스프링(16)에 상방으로부터 얹혀져 있으므로, 전후 차륜(10, 11)에 높낮이 차이가 생길 경우에도, 판 스프링(16)이 압압 부재(21)의 압압면(21a)에 대해 회전하기 때문에, 바퀴 하중 빠짐을 방지할 수가 있다. 이 경우, 횡량(5)은 제1 축 상자(14)와 제2 축 상자(15)에 링크(22 ~ 25)로 연결되기 때문에, 차량이 가속 또는 감속을 했을 때에도, 횡량(5)의 차폭 방향의 축선 둘레의 회동을 방지하고, 횡량(5)의 자세를 일정하게 유지하여, 가ㆍ감속 시 차체의 진동을 억제할 수가 있다.

또한, 제1 상부 링크(22)와 제1 하부 링크(23) 조합 및 제2 상부 링크(24)와 제2 하부 링크(25) 조합이 각각 평행 링크를 구성하고 있기 때문에, 판 스프링(16)의 탄성 변형 시에 횡량(5)에 대해서 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)가 자세를 일정하게 유지한 채 연직 방향으로 상대 변위 한다. 따라서, 제1 축 상자(14) 및 제2 축 상자(15)에 부속 기기(35)를 설치하더라도, 부속 기기(35)를 궤도로부터 일정한 높이로 유지할 수가 있다.

또한, 제1 스프링 지지부(14b) 및 제2 스프링 지지부(15b)는, 제1 본체부(14a) 및 제2 본체부(15a)로부터 차량 길이 방향 중앙 측으로 돌출되어 판 스프링(16)의 양단부(16b, 16c)를 지지하고 있으므로, 판 스프링(16)의 길이를 짧게 할 수 있고, 판 스프링(16)의 원가를 낮출 수가 있다. 또한, 판 스프링(16)은, 무부하 상태에서, 상면이 수평 한 평탄면이고 하면이 하방으로 볼록한 원호면을 가지는 형상이기 때문에, 판 스프링(16) 제작 시에 수평 한 평탄면인 상면을 기준으로 하여 제작함으로써, 용이하면서 정밀도가 높은 판 스프링(16)을 형성할 수가 있다.

또한, 판 스프링(16)은, 측면에서 바라볼 때 상부 링크(22, 24)와 하부 링크(23, 25) 사이에 배치되어 있기 때문에, 횡량(5)을 낮게 배치할 수가 있다. 또한, 제1 상측 지지부(14c) 및 제1 하측 지지부(14d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 연직선(V1)으로부터 벗어나서 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(15c) 및 제2 하측 지지부(15d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 연직선(V2)으로부터 벗어나서 배치되므로, 상부 링크(22, 24)와 하부 링크(23, 25)를 서로 가깝게 배치할 수가 있다. 그에 따라, 횡량(5)을 낮게 배치할 수가 있다. 또한, 공기 스프링(2)의 상면(2a)은, 제1 차륜(10) 및 제2 차륜(11)의 상단보다 낮으므로, 차체(3)의 바닥면을 낮게 배치할 수가 있다.

또한, 상부 링크(22, 24)를 차축(8, 9)의 중심보다 차량 길이 방향 바깥쪽으로 연장 시킴으로써, 공기 스프링(2)을 설치 가능한 차량 길이 방향 치수를 요하는 횡량(5)의 바로 옆 부분에 상부 링크(22, 24)를 연결하여 횡량(5)을 낮추더라도, 상부 링크(22, 24)를 길게 할 수가 있다. 그러면, 판 스프링(16)의 탄성 변형에 따라 링크(22 ~ 25)가 연직 방향으로 변위 했을 때도 휠 베이스의 변동이 억제된다. 따라서, 직선 주행 시에 차체(3)의 좌우 움직임에 의해 좌우의 공기 스프링(2)에 가해지는 하중에 변동이 있더라도, 좌우의 휠 베이스에 차이가 생기는 것을 억제할 수가 있다.

또한, 횡량(5)의 양단부(5a)에는, 상벽부(5g), 측벽부(5f) 및 하벽부(5h)가 설치되고, 상벽부(5g)의 하면에 압압 부재(21)가 설치되며, 압압 부재(21)와 하벽부(5h) 사이에는 차폭 방향 외측으로 열린 판 스프링 삽입관통공간(S)이 형성되므로, 대차(1)를 분해하지 않고 판 스프링 삽입관통공간(S)으로부터 차폭 방향 바깥쪽으로 판 스프링(16)을 꺼낼 수 있다. 즉, 잭 장치(도시하지 않음)를 잭 패드(34)에 하방으로부터 밀어서 횡량(5)을 들어올려, 압압 부재(21)로부터 판 스프링(16)에 가해지는 압압력을 해방함으로써, 판 스프링(16)을 판 스프링 삽입관통공간(S)으로부터 차폭 방향 바깥쪽으로 용이하게 꺼낼 수가 있다. 예를 들면, 성수기와 비수기가 존재하여 승객 숫자의 변동을 이미 알고 있는 경우 등에, 차체로부터 대차에 가해지는 하중의 변동에 따라 상이한 스프링 상수의 판 스프링(16)으로 간단하게 교환할 수 있어, 간단하게 승차감을 조정할 수가 있다. 따라서, 판 스프링(16)의 유지보수성이 향상된다.

제1 상부 링크(22) 및 제2 상부 링크(24)가 상벽부(5g)에 연결되는 한편, 제1 하부 링크(23) 및 제2 하부 링크(25)가 하벽부(5h)에 연결되며, 각 링크(22 ~ 25)로부터의 수평 방향의 힘을 횡량(5)에 의해서 받아내기 쉬우므로, 대차(1)의 요구 강도를 완화하여 경량화를 도모할 수도 있다. 또한, 측벽부(5f)의 차폭 방향 내측의 측면 및 횡량(5)의 하면에 보강 부재(5j)가 접속되어 있으므로, 보강 부재(5j)가 링크(22 ~ 25)로부터의 하중을 받아낼 수가 있다.

또한, 차종에 따라서 대차(1)의 휠 베이스를 변경할 경우, 링크(22 ~ 25)의 길이를 변경하거나, 또는 앞쪽 링크(22, 23)와 뒤쪽 링크(24, 25) 사이의 간격을 변경하는 것으로 쉽게 대응할 수가 있다. 그때, 판 스프링(16)의 양단부(16b, 16c)의 길이를 변경하는 한편, 판 스프링(16)의 폭을 변경함으로써, 그 스프링 상수를 원하는 값으로 용이하게 조정할 수가 있다.

(제2 실시형태)

도 4는 제2 실시형태에 따른 철도차량용 대차(101)의 측면도이다. 도 5는 도 4에 나타낸 대차(101)의 평면도로서, 상반부가 아래에서 바라본 도면이며 하반부가 위에서 바라본 도면이다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태의 대차(101)에서는, 각 링크(122 ~ 125)와 각 축 상자(114, 115)의 연결 형태가 제1 실시형태의 대차(1)의 것과 다르다.

횡량(5)과 제1 축 상자(114)는, 차량 길이 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제1 상부 링크(122) 및 제1 하부 링크(123)로 회동 가능하게 연결되어 있다. 횡량(5)과 제2 축 상자(115)는, 차량 길이 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제2 상부 링크(124) 및 제2 하부 링크(125)로 회동 가능하게 연결되어 있다.

제1 축 상자(114)는, 제1 베어링(12)을 수용하는 제1 본체부(114a)와, 제1 본체부(114a)로부터 차량 길이 방향 중앙 측으로 돌출되어 판 스프링(16)의 일단부를 하방에서 지지하는 제1 스프링 지지부(114b)와, 제1 상부 링크(122)에 접속되는 제1 상측 지지부(114c)와, 제1 하부 링크(123)에 접속되는 제1 하측 지지부(114d)를 가진다. 제2 축 상자(115)는, 제1 베어링(13)을 수용하는 제2 본체부(115a)와, 제2 본체부(115a)로부터 차량 길이 방향의 중앙 측으로 돌출되어 판 스프링(16)의 타단부를 하방에서 지지하는 제2 스프링 지지부(115b)와, 제2 상부 링크(124)에 접속되는 제2 상측 지지부(115c)와, 제2 하부 링크(125)에 접속되는 제2 하측 지지부(115d)를 가진다.

제1 상부 링크(122)의 차량 길이 방향의 외단부(122a)는, 차량 길이 방향을 향한 수직 벽부(122aa)를 가진다. 제1 축 상자(114)의 제1 상측 지지부(114c)는, 제1 상부 링크(122)의 수직 벽부(122aa)를 차량 길이 방향 외측으로부터 마주보는 수직벽부(114ca)를 가진다. 제1 상부 링크(122)의 수직 벽부(122aa)와 제1 상측 지지부(114c)의 수직 벽부(114ca) 사이에는, 고무판인 제1 상부 탄성 부재(126)가 끼워져 있다. 그리고 수직 벽부(114ca)와 제1 탄성 부재(126)와 수직 벽부(122aa)를 관통하는 볼트(B2)에 의해, 한 쌍의 수직 벽부(114ca, 122aa)가 제1 상부 탄성 부재(126)를 차량 길이 방향으로 협지한 상태가 유지되고 있다. 즉, 제1 상부 링크(122)와 제1 상측 지지부(114c) 사이에는, 제1 상부 탄성 부재(126)가 설치된다. 또한, 제2 축 상자(115)의 제2 상측 지지부(115c)의 제2 상부 링크(124)에 대한 연결 형태는, 이것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 단면도이다. 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선에 따른 단면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선에 따른 단면도이다. 도 5 ~ 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 하측 지지부(114d)는, 차량 길이 방향으로 법선을 향한 수직 벽부(114da)를 가진다. 제1 하부 링크(123)의 차량 길이 방향 외단부(123a)는, 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)를 차량 길이 방향 양측에서 사이에 두고 평면에서 바라볼 때 'C' 형상을 나타내고 있다. 구체적으로는, 외단부(123a)는, 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)를 차량 길이 방향 내측에서 마주보는 내측 수직 벽부(123aa)와, 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)를 차량 길이 방향 외측에서 마주보는 외측 수직 벽부(123ac)와, 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)를 차폭 방향 외측으로 우회하여 내측 수직 벽부(123aa)와 외측 수직 벽부(123ac)를 일체로 접속하는 우회부(123ab)를 가진다.

내측 수직 벽부(123aa)와 수직 벽부(114da) 사이, 그리고 외측 수직 벽부(123ac)와 수직 벽부(114da) 사이에는, 각각 고무판인 제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)가 끼워져 있다. 그리고 내측 수직 벽부(123aa), 제1 하부 탄성 부재(127A), 수직 벽부(114da), 제1 하부 탄성 부재(127B) 및 외측 수직 벽부(123ac)를 관통하는 볼트(B1)에 의해, 각 수직 벽부(123aa, 114da, 123ac)가 제1 탄성 부재(127A, 127B)를 차량 길이 방향으로 협지한 상태가 유지되고 있다. 즉, 제1 하부 링크(123)와 제1 하측 지지부(114d) 사이에는, 제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)가 설치된다.

제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)는, 그 연직 방향의 중앙부(127Ac, 127Bc)가 상단부(127Aa, 127Ba) 및 하단부(127Ab,127Bb)보다 차량 길이 방향으로 얇은 형상이다. 구체적으로는, 제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)의 중앙부(127Ac, 127Bc)는, 수직 벽부(114da)를 마주보는 면이 차량 길이 방향으로 단면 'V' 형상으로 움푹 들어가 있다. 또한, 해당 면은, 단면 'V' 형상 대신에 단면 원호 형으로 움푹 들어가도 좋다. 제1 축 상자(114)의 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)는, 그 연직 방향의 중앙부(114da1)가, 제1 탄성 부재(127A, 127B)의 중앙부(127Ac, 127Bc)에 맞춰지도록 차량 길이 방향 양측으로 돌출된 형상을 이루고 있다. 본 실시형태에서는, 수직 벽부(114da)의 중앙부(114da1)는, 단면 'V' 형상으로 돌출되어 있다.

제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)의 볼트 삽입관통공(114da2)은, 연직 방향 및 차폭 방향의 양방향에서, 제1 하부 링크(123)의 수직 벽부(123aa, 123ac)의 볼트 삽입관통공(123aa1, 123ac1) 및 제1 탄성 부재(127A, 127B)의 볼트 삽입관통공(127Aa, 127Ba)보다 크다. 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)의 볼트 삽입관통공(114da2)은, 차폭 방향 치수보다 연직 방향 치수가 큰 세로로 긴 형상을 가진다. 판 스프링(16)이 탄성 변형함에 따라 제1 하부 링크(123)가 상하 요동할 때에는, 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)의 중앙부(114da1)를 지지점으로 하여 운동한다. 또한, 제2 축 상자(115)의 제2 하측 지지부(115d)의 제2 하부 링크(125)에 대한 연결 형태는, 이것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

제1 축 상자(114)의 제1 상측 지지부(114c) 및 제1 하측 지지부(114d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 바퀴 축(6)의 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(115c) 및 제2 하측 지지부(115d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 바퀴 축(7)의 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 제2 가상 직선(L2) 상에 배치된다. 구체적으로는, 제1 상측 지지부(114c)의 수직 벽부(114ca)와 제1 하측 지지부(114d)의 수직 벽부(114da)가, 측면에서 바라볼 때 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되어 있다(제2 가상 직선(L2)에 대해서도 동일하다). 결과적으로, 제1 상부 링크(122) 및 제1 하부 링크(123)의 일단부와 제1 축 상자(114)와의 연결점(P1, P2)이, 측면에서 바라볼 때 제1 가상 직선(L1) 상에 위치하는 한편, 제2 상부 링크(124) 및 제2 하부 링크(125)의 일단부와 제2 축 상자(115)와의 연결점(P3, P4)이, 측면에서 바라볼 때 제2 가상 직선(L2) 상에 위치하고 있다.

또한, 제1 상측 지지부(114c) 및 제1 하측 지지부(114d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 연직선(V1)으로부터 어긋나게 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(115c) 및 제2 하측 지지부(115d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 연직선(V2)으로부터 어긋나게 배치된다. 구체적으로는, 제1 상측 지지부(114c) 및 제2 상측 지지부(115c)가, 연직선(V1, V2)보다 차량길이 방향 바깥쪽에 위치하고, 제1 하측 지지부(114d) 및 제2 하측 지지부(115d)가, 연직선(V1, V2)보다 차량 길이 방향 안쪽에 위치하고 있다.

이상으로 설명한 구성에 의하면, 탄성 부재(126 ~ 129)의 탄성 변형에 의해 제1 바퀴 축(6) 및 제2 바퀴 축(7)이 횡량(5)에 대해서 조타 방향으로 상대 각변위 하는 것이 가능하고, 제1 상측 지지부(114c) 및 제1 하측 지지부(114d)는, 측면에서 바라볼 때 제1 차축(8)의 중심을 통과하는 제1 가상 직선(L1) 상에 배치되는 한편, 제2 상측 지지부(115c) 및 제2 하측 지지부(115d)는, 측면에서 바라볼 때 제2 차축(9)의 중심을 통과하는 제2 가상 직선(L2) 상에 배치된다. 따라서, 대차(1)가 차량 길이 방향의 어떤 쪽을 향해 주행할 때에도, 이들 가상 직선(L1, L2)을 기준으로 하여, 바퀴 축(6, 7)이 궤도의 좌우 방향의 굽어짐을 따라 원활히 자연 조타 되어, 궤도로부터의 횡압을 효과적으로 낮출 수가 있다.

또한, 제1 하부 링크(123) 및 제2 하부 링크(125)는, 제1 하측 지지부(114d) 및 제2 하측 지지부(115d)를 차량 길이 방향 양측에서 사이에 두고 평면에서 바라볼 때 'C' 형상의 외단부를 가지기 때문에, 만일 볼트(B1)가 빠져도, 제1 하부 링크(123) 및 제2 하부 링크(125)가 제1 축 상자(114) 및 제2 축 상자(115)로부터 차량 길이 방향으로 빠져버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)(및 제2 하부 탄성 부재(129A, 129B))는, 그 연직 방향의 중앙부(127Ac, 127Bc)가 상단부(127Aa, 127Ba) 및 하단부(127Ab, 127Bb)보다 차량 길이 방향으로 얇은 형상이므로, 제1 하부 탄성 부재(127A, 127B)가 중앙부(127Ac, 127Bc)를 지지점으로 하여 탄성 변형하기 쉽다. 따라서, 판 스프링(16)이 탄성 변형함에 따라 제1 하부 링크(123)가 상하 요동할 때, 제1 하부 링크(123)가 안정된 지지점을 가지고 요동할 수가 있다. 또한, 그 밖의 구성은 전술한 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

(제3 실시형태)

도 9는 제3 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 축 상자(214)와 각 링크(222, 223)의 연결 형태를 확대하여 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 실시형태의 제1 축 상자(214)는, 제1 본체부(214a)와, 제1 스프링 지지부(214b)와, 제1 상부 링크(222)에 접속되는 제1 상측 지지부(214c)와, 제1 하부 링크(223)에 접속되는 제1 하측 지지부(214d)를 가진다.

제1 상측 지지부(214c)는, 제1 본체부(214a)의 상면으로 돌출된 기부(214ca)와, 기부(214ca)로부터 상방으로 돌출되는 한편 기부(214ca)보다 작은 지름의 축부(214cb)를 가진다. 제1 하측 지지부(214d)는, 제1 본체부(214a)의 하면으로 돌출된 기부(214da)와, 기부(214da)로부터 하방으로 돌출되는 한편 기부(214da)보다 작은 지름의 축부(214db)를 가진다. 제1 상부 링크(222) 및 제1 하부 링크(223)의 차량 길이 방향의 외단부(222a, 223a)는, 연직 방향으로 축선을 가지는 통부를 가진다. 통 형태의 외단부(222a, 223a)와 축부(214cb, 214db) 사이에는, 통 형태의 고무 부시인 제1 상부 탄성 부재(226) 및 제1 하부 탄성 부재(227)가 각각 설치되어 있다.

제1 상부 탄성 부재(226)의 상면에는, 축부(214cb)에 나사 체결된 너트 부재(240)가 맞닿고, 제1 하부 탄성 부재(227)의 하면에는 축부(214db)에 나사 체결된 너트 부재(241)가 맞닿아 있다. 즉, 제1 상부 탄성 부재(226) 및 제1 하부 탄성 부재(227)는, 기부(214ca, 214da)와 너트 부재(240, 241)로 각각 협지되어 있다. 기부(214ca, 214da) 및 너트 부재(240, 241)의 외경은, 제1 상부 탄성 부재(226) 및 제1 하부 탄성 부재(227)의 외경보다 작다. 제1 상측 지지부(214c)의 축부(214cb) 및 제1 하측 지지부(214d)의 축부(214db)는, 측면에서 바라볼 때 차축 중심을 통과하는 연직선(V1) 상에 배치되어 있다.

상기한 구성의 경우도, 탄성 부재(226, 227)의 탄성 변형에 의해, 링크(222, 223)가 상하 요동 가능해짐과 더불어, 바퀴 축이 횡량에 대해 조타 방향으로 상대 각변위 하는 것이 가능해진다. 또한, 그 밖의 구성은 전술한 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

(제4 실시형태)

도 10은 제4 실시형태에 따른 철도차량용 대차(301)의 측면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제4 실시형태의 대차(301)는, 간접 마운트(indirect mount) 방식 대차이다. 즉, 대차(301)에서는, 횡량(5) 위에 공기 스프링(2)이 설치되고, 공기 스프링(2) 위에 볼스터(350)가 설치되어 있다. 그리고 볼스터(350)와 차체(303)는, 센터 플레이트(350a) 및 그것에 회동 가능하게 상방으로부터 삽입되는 핀(303a)을 통해 상대 선회 가능하게 접속되어 있다.

볼스터(350)에는, 브래킷(351)을 통해 주 전동기(352)가 연결되어 있다. 전동기(352)는, 횡량(5)에는 연결되어 있지 않다. 주 전동기(352)는, 도시하지 않d으은 감속기를 통해 차축(8, 9)에 연결되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은 전술한 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

이상의 구성의 경우, 볼스터(350)는, 공기 스프링(2) 위에 배치되어 있기 때문에, 차륜(8, 9)으로부터의 진동이 횡량(5)에서 전달되기 어렵다. 그리고 횡량(5)으로부터 진동이 적은 볼스터(350)에 주 전동기(352)가 연결되기 때문에, 주 전동기를 횡량(5)에 연결할 경우의 요구 강도(5G)에 비해, 주 전동기(352)의 요구 강도(0.3G)가 완화된다. 따라서, 주 전동기(352)를 가볍고 콤팩트하게 할 수가 있다.

(제5 실시형태)

도 11은 제5 실시형태에 따른 철도차량용 대차의 측면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제5 실시형태의 대차(401)에서는, 판 스프링(16)이 전체 링크(22 ~ 25)보다 하방에 배치되어 있다. 횡량(405)은, 차폭 방향으로 연장되어 공기 스프링(2)이 얹혀지는 횡량 본체부(405a)와, 횡량 본체부(405a)로부터 하방으로 돌출되고 횡량 본체부(405a)보다 차량 길이 방향으로 짧은 돌출부(405b)를 가지고 있다. 횡량(405)의 돌출부(405b)의 하단부에는, 압압면(21a)을 하방으로 향한 압압 부재(421)가 설치되어 있다. 압압 부재(421)의 압압면(421a)은, 측면에서 바라볼 때 하방으로 볼록한 원호형상이다.

제1 축 상자(414)와 제2 축 상자(415) 사이에는, 차량 길이 방향으로 연장된 판 스프링(16)이 건너질러 설치되어 있다. 제1 축 상자(414)는, 제1 베어링(12)을 수용하는 제1 본체부(414a)와, 제1 본체부(414a)의 하측에 설치되어 판 스프링(16)의 일단부를 하방에서 지지하는 상자형의 제1 스프링 지지부(414b)를 가진다. 제2 축 상자(415)는, 제2 베어링(13)을 수용하는 제2 본체부(415a)와, 제2 본체부(415a)의 하측에 설치되어 판 스프링(16)의 타단부를 하방에서 지지하는 상자형의 제2 스프링 지지부(415b)를 가진다. 판 스프링(16)은, 제1 하부 링크(23) 및 제2 하부 링크(25)의 하방에서 차량 길이 방향으로 연장되고, 압압 부재(421)는, 판 스프링(16)에 대해 상대 변위 가능한 상태로 판 스프링(16)의 중앙부에 상방으로부터 얹혀져 있다. 제1 상부 링크(22) 및 제2 상부 링크(24)는, 측면에서 바라볼 때 본체부(414a, 415a)에 겹쳐지도록 배치되고, 본체부(414a, 415a)에 간섭하지 않는 형상으로 구성되어 있다. 또한, 그 밖의 구성은 전술한 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

본 발명은 전술한 각 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 그 구성을 변경, 추가, 또는 삭제할 수 있다. 상기 각 실시형태는 서로 임의로 조합하여도 좋고, 예를 들면 하나의 실시형태 중의 일부의 구성 또는 방법을 다른 실시형태에 적용하여도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 대차는, 상술한 우수한 효과를 가지며, 이 효과의 의의를 발휘할 수 있는 철도차량의 대차에 널리 적용하면 유익하다.

1, 101, 301, 401: 대차 2: 공기 스프링
5: 횡량 5g: 상벽부
5h: 하벽부 6: 제1 바퀴 축
7: 제2 바퀴 축 8: 제1 차축
9: 제2 차축 10: 제1 차륜
11: 제2 차륜 12: 제1 베어링
13: 제2 베어링 14, 114, 414: 제1 축 상자
14a, 114a, 414a: 제1 본체부 14b, 114b, 414b: 제1 스프링 지지부
14c, 114c: 제1 상측 지지부 14d, 114dl 제1 하측 지지부
15, 115, 415: 제2 축 상자 15a, 115a, 415a: 제2 본체부
15b, 115b, 415b: 제2 스프링 지지부 15c, 115c: 제2 상측 지지부
15d, 115d: 제2 하측 지지부 16: 판 스프링
21: 압압 부재 22, 122: 제1 상부 링크
23, 123: 제1 하부 링크 24, 124: 제2 상부 링크
25, 125: 제2 하부 링크 26, 126: 제1 상부 탄성 부재
27, 127A, 127B: 제1 하부 탄성 부재
127Aa, 127Ba: 상단부 127Ab, 127Bb: 하단부
127Ac, 127Bc: 중앙부 28: 제2 상부 탄성 부재
29: 제2 하부 탄성 부재 34: 잭 패드
L1: 제1 가상 직선 L2: 제2 가상 직선
L3: 제3 가상 직선 L4: 제4 가상 직선
S: 판 스프링 삽입관통공간 V1, V2: 연직선

Claims

제1 및 제2 차축을 각각 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 베어링을 각각 수용하는 제1 및 제2 축 상자와,
차폭 방향을 따라 연장되며, 하방에 압압 부재가 설치된 횡량과,
일단부가 상기 제1 축 상자에 지지되면서, 타단부가 상기 제2 축 상자에 지지된 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 상기 압압 부재에 대해 상대 변위 가능하게 하방으로부터 지지하는 판 스프링과,
상기 횡량과 상기 제1 축 상자를 접속한 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 각각의 일단부가 상기 제1 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크와,
상기 횡량과 상기 제2 축 상자를 접속한 상태로 차량 길이 방향으로 연장되며, 각각의 일단부가 상기 제2 축 상자에 탄성적으로 연결되는 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크와,
상기 제1 상부 링크 및 상기 제1 하부 링크 각각과 상기 제1 축 상자 사이에 각각 설치되는 제1 상부 탄성 부재 및 제1 하부 탄성 부재와,
상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크 각각과 상기 제2 축 상자 사이에 각각 설치되는 제2 상부 탄성 부재 및 제2 하부 탄성 부재를 구비하고,
상기 제1 상부 링크 및 상기 제1 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제1 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제1 차축의 중심을 통과하는 제1 가상 직선상에 배치되고, 상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제2 축 상자와의 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제2 차축의 중심을 통과하는 제2 가상 직선상에 배치되며,
상기 제1 축 상자는, 상기 제1 베어링을 수용하는 제1 본체부와, 상기 제1 상부 링크에 상기 제1 상부 탄성 부재를 개재하여 접속되는 제1 상측 지지부와, 상기 제1 하부 링크에 상기 제1 하부 탄성 부재를 개재하여 접속되는 제1 하측 지지부를 가지며, 상기 제1 상측 지지부 및 상기 제1 하측 지지부는, 측면에서 바라볼 때 상기 제1 가상 직선상에 배치되고,
상기 제2 축 상자는, 상기 제2 베어링을 수용하는 제2 본체부와, 상기 제2 상부 링크에 상기 제2 상부 탄성 부재를 개재하여 접속되는 제2 상측 지지부와, 상기 제2 하부 링크에 상기 제2 하부 탄성 부재를 개재하여 접속되는 제2 하측 지지부를 가지며, 상기 제2 상측 지지부 및 상기 제2 하측 지지부는, 측면에서 바라볼 때 상기 제2 가상 직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항에 있어서,
상기 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크의 타단부와 상기 횡량과의 연결점을 이은 제3 가상 직선은, 상기 제1 가상 직선과 평행이고,
상기 제2 상부 링크 및 제2 하부 링크의 타단부와 상기 횡량과의 연결점을 이은 제4 가상 직선은, 상기 제2 가상 직선과 평행인 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 축 상자는, 상기 제1 본체부로부터 차량 길이 방향의 중앙측으로 돌출되어 상기 판 스프링의 일단부를 하방으로부터 지지하는 제1 스프링 지지부를 가지며,
상기 제2 축 상자는, 상기 제2 본체부로부터 차량 길이 방향의 중앙측으로 돌출되어 상기 판 스프링의 타단부를 하방으로부터 지지하는 제2 스프링 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 상부 링크와 상기 제1 하부 링크의 조합 및 상기 제2 상부 링크와 제2 하부 링크의 조합은, 각각 평행 링크를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 판 스프링은, 무부하 상태에서, 상면이 수평인 평탄면이고, 상기 판 스프링의 길이 방향 중앙부가, 상기 판 스프링의 길이 방향 양단부보다 상하방향으로 두꺼운 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 판 스프링은, 상기 제1 상부 링크 및 상기 제2 상부 링크보다 하방에 위치하고,
상기 제1 상부 링크 및 제1 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제1 축 상자와의 상기 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제1 차축의 중심을 통과하는 연직선으로부터 어긋나게 배치되면서, 상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크의 상기 일단부와 상기 제2 축 상자와의 상기 연결점은, 측면에서 바라볼 때 상기 제2 차축의 중심을 통과하는 연직선으로부터 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 횡량에 하방으로부터 지지되는 공기 스프링을 더 구비하고,
상기 제1 및 제2 차축의 양측에는, 각각 제1 및 제2 차륜이 설치되며,
상기 공기 스프링의 상면은, 상기 제1 차륜 및 제2 차륜의 상단보다 낮은 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 횡량의 양단부는, 측벽부와, 상기 측벽부의 상부로부터 차폭 방향 외측으로 돌출되는 상벽부와, 상기 측벽부의 하부로부터 차폭 방향 외측으로 돌출되는 하벽부를 가지고,
상기 상벽부의 하방에 상기 압압부재가 설치되며,
상기 압압부재와 상기 하벽부 사이에, 상기 판 스프링이 삽입 관통되면서, 차폭 방향 외측으로 열린 판 스프링 삽입 관통 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제9항에 있어서,
제1 상부 링크 및 제2 상부 링크는, 상기 상벽부에 연결되면서, 상기 제1 하부 링크 및 제2 하부 링크는, 상기 하벽부에 연결되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 횡량의 하방에는, 잭 패드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제11항에 있어서,
상기 압압부재의 하방에, 차폭 방향 외측으로 열린 판 스프링 삽입 관통 공간이 형성되고,
잭 장치에 의해 상기 잭 패드가 상방으로 밀어올려 상기 횡량이 들어 올려진 상태에서, 상기 판 스프링을 상기 판 스프링 삽입 관통 공간으로부터 차폭방향 외측으로 꺼낼 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 상부 링크 및 상기 제1 하부 링크 중 하나 이상은, 고무 부시를 개재하여 상기 제1 축 상자에 탄성적으로 연결되고, 상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크 중 하나 이상은, 고무 부시를 개재하여 상기 제2 축 상자에 탄성적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제1항에 있어서,
상기 제1 상부 링크, 상기 제1 하부 링크, 상기 제2 상부 링크 및 상기 제2 하부 링크 중 하나 이상의 링크는, 상기 제1 상측 지지부, 상기 제1 하측 지지부, 상기 제2 상측 지지부 및 상기 제2 하측 지지부 중 하나 이상의 지지부를 차량 길이 방향 양측으로부터 사이에 두고 평면에서 바라볼 때 C 형상의 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.
제14항에 있어서,
상기 제1 상부 탄성 부재, 상기 제1 하부 탄성 부재, 상기 제2 상부 탄성 부재 및 상기 제2 하부 탄성 부재 중 하나 이상의 링크와, 상기의 하나 이상의 지지부 사이에 개재되는 탄성 부재는, 그 연직 방향의 중앙부가 상단부 및 하단부보다 차량 길이 방향으로 얇은 형상인 것을 특징으로 하는 철도차량용 대차.