KR102216997B1 - 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축 - Google Patents

독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축 Download PDF

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장승호
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Abstract

본 발명은 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것이다.
본 발명은 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 있어서, 차축과 차륜 사이에 설치되어 차축과 차륜 사이의 토크 전달 여부를 선택적으로 변환되도록 함으로써 선두차륜은 일체형 차륜이 되도록 하고, 후미차륜은 독립형 차륜이 되도록 하는 변환수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축 {Railway wheelset with independently or non-independently rotating wheels}
본 발명은 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것이다.
일반적으로 저상 철도차량이 아닌 일반적인 철도차량에서는 양측의 철도차륜이 차축으로 연결되는 일체형 차륜(non-IRW; non-Independent Rotating Wheels)을 이용하고 있다.
이때, 차륜은 테이퍼진 단면을 가지고 있어 레일 상을 구르며 주행할 때 한쪽으로 치우친 경우에는 서로 다른 속도 차에 의한 복원력이 작용하여 중앙으로 돌아오게 되어 안정하게 주행한다.
이와 같은 일반적인 철도차량은 곡선부의 주행에서도 차축이 레일 중심에서 곡선 외부로 약간 치우쳤을 때 이러한 테이퍼 단면에 의해 양측 차륜의 구름 반경의 차이가 생기면서 원활하게 주행할 수 있도록 한다.
그러나, 주행 곡선 반경이 작은 급곡선에서는 안쪽 레일과 바깥쪽 레일의 주행거리 차이가 크므로 앞에서 언급한 차륜의 테이퍼 단면에 의한 곡선통과 성능만으로는 부족하게 되고 미끄러짐이 발생하는 크리프력(creep force)이 작용한다.
이때 차륜 및 레일에 큰 마모가 발생하게 되고 또한 큰 소음 및 진동이 발생한다.
한편, 노면전차(Tram) 등과 같은 철도차량에서 승객의 탑승 시 편리성을 위하여 차량 바닥을 낮춘 저상 차량이 운행되고 있으며, 이와 같은 저상 차량은 윤축의 차축 공간까지 차량 바닥을 넓히기 위하여 차축을 제거한 독립형 차륜(IRW; Independent Rotating Wheels)이 이용되고 있다.
이때, 상기 독립형 차륜을 구비한 저상 차륜의 경우 차축의 제거로 양측 차륜의 회전은 독립적이게 되고 급곡선에서 안쪽과 바깥쪽 차륜이 서로 자유롭게 회전할 수 있으므로 크리프력이 발생하지 않아 원활한 곡선 통과가 가능하다.
즉, 급곡선 통과 시 소음 및 진동이 비교적 작으며 차륜에 마모도 작게 된다.
그러나, 직선 주행 시에는 non-IRW에서 발생하는 복원력이 발생하지 않고 다만 중력에 의한 힘이 작용할 뿐이므로 중앙으로 복원하기 위한 힘이 부족하다.
따라서, 비교적 높은 속도로 직선 주행시 차륜의 플랜지와 레일이 주로 접촉하게 되어 차륜의 마모가 커지고 소음이 발생하거나 분기기에서의 탈선이 발생하는 등의 직선 주행 안전성에 문제점이 있을 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1155337호에는 차륜의 내측면에 일체로 구비되는 차륜기어와, 상기 차륜기어에 치합되는 샤프트기어와, 상기 샤프트기어에 접속가능한 도그슬러브가 양단에 구비되는 샤프트와, 상기 도그슬러브를 상기 샤프트의 길이방향으로 이동시켜 샤프트기어에 상기 도그슬러브를 접속하거나 또는 분리하는 쉬프트수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저상 철도차량용 차륜 클러치 장치가 나타나 있다.
하지만, 상기 종래기술은 진행방향이 바뀔 때 전기구동장치 또는 공압 또는 유압 방식으로 실린더를 작동하여야 하며, 이러한 추가적인 신호 및 제어장치, 외부 파워를 쓰는 구동장치가 필요한 단점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1155337호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 일체형 차륜이 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 별도의 외부 구동장치 없이 작동하여 구조가 간단한 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축을 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 있어서, 차축과 차륜 사이에 설치되어 차축과 차륜 사이의 토크 전달 여부를 선택적으로 변환되도록 함으로써 선두차륜은 일체형 차륜이 되도록 하고, 후미차륜은 독립형 차륜이 되도록 하는 변환수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 변환수단은 상기 차륜에 결합되고, 내측에 상기 차축에 지지되는 베어링이 구비되는 내측샤프트와, 상기 내측샤프트의 차륜이 결합된 타측에 구비되는 클러치슬리브와, 상기 내측샤프트와 클러치슬리브 사이에 구비되어 탄성 지지되는 탄성부재와, 일측은 상기 차축에 결합되고 타측은 상기 클러치슬리브에 결합되는 외측샤프트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 변환수단은 차륜에 구비된 연결축에 결합되는 차륜기어와, 상기 차륜기어와 치합되는 샤프트기어와, 상기 샤프트기어에 결합되는 내측샤프트와, 상기 내측샤프트의 샤프트기어가 결합된 타측에 구비되는 클러치슬리브와, 상기 내측샤프트와 클러치슬리브 사이에 구비되어 탄성 지지되는 탄성부재와, 일측은 상기 클러치슬리브에 결합되고, 타측은 차축에 결합되며, 내측에는 상기 내측샤프트에 지지되는 베어링이 구비되는 외측샤프트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차륜 및 샤프트기어에는 일측 모서리는 직각으로 형성되고, 타측 모서리는 라운드면이 형성되는 변환돌기가 돌출 형성되고, 상기 클러치슬리브에는 상기 변환돌기에 대응되도록 일측면은 평면으로 형성되고, 타측면은 경사면이 형성되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 외측샤프트는 클러치슬리브가 결합되는 내측부에 차축의 중심방향으로 갈수록 내경이 커지도록 경사부가 형성되고, 상기 클러치슬리브는 외측부에 상기 경사부에 대응되도록 차축의 중심방향으로 갈수록 외경이 커지도록 확장부가 형성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 내측샤프트는 외주면에 가이드구가 형성되고, 상기 클러치슬리브는 내주면에 상기 가이드구가 결합되는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 일체형 차륜 또는 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 별도의 외부 구동장치 없이 작동하여 구조가 간단한 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 독립형 차륜(IRW)와 차륜 일체형(non-IRW)의 가능한 조합으로 구성한 대차 방식을 도시한 도면.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축의 일 실시 예를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 도 2의 일체형 차륜(선두 차륜) 상태에서의 단면도.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면.
도 6은 도 2의 독립형 차륜(후미 차륜) 상태에서의 단면도.
도 7은 도 6의 B 부분을 확대한 도면.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 9는 도 8의 일체형 차륜(선두 차륜) 상태에서의 단면도.
도 10는 도 9의 C 부분을 확대한 도면.
도 11은 도 8의 독립형 차륜(후미 차륜) 상태에서의 단면도.
도 12는 도 11의 D 부분을 확대한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 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 이해하여야한다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축의 일 실시 예를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 도 2의 일체형 차륜(선두 차륜) 상태에서의 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 6은 도 2의 독립형 차륜(후미 차륜) 상태에서의 단면도이고, 도 7은 도 6의 B 부분을 확대한 도면이고, 도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 일체형 차륜(선두 차륜) 상태에서의 단면도이고, 도 10은 도 9의 C 부분을 확대한 도면이고, 도 11은 도 8의 독립형 차륜(후미 차륜) 상태에서의 단면도이며, 도 12는 도 11의 D 부분을 확대한 도면이다.
본 발명은 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 차축(10)과 차륜(20) 사이에 설치되어 차축(10)과 차륜(20) 사이의 토크 전달 여부를 선택적으로 변환되도록 하여 독립형 차륜 또는 일체형 차륜으로 변환시키는 변환수단(200)을 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 도 1은 독립형 차륜(IRW)와 차륜 일체형(non-IRW)의 가능한 조합으로 구성한 대차 방식을 도시한 도면으로, Type 1의 경우 철도차량의 진행 방향에 대하여 선두 차륜은 일체형 차륜(non-IRW)이고 후미 차륜도 일체형 차륜(non-IRW)이며, Type 2의 경우 선두 차륜은 일체형 차륜(non-IRW)이고 후미 차륜은 독립형 차륜(IRW)이며, Type 3의 경우 선두 차륜은 독립형 차륜(IRW)이고 후미 차륜은 일체형 차륜(non-IRW)이며, Type 4의 경우 선두 차륜은 독립형 차륜(IRW)이고 후미 차륜도 독립형 차륜(IRW)이다.
이와 같은 4가지 타입의 조합을 실험한 결과 직진 주행 안전성과 곡선 추종성에서 가장 좋은 방식은 Type 2이고, 가장 나쁜 방식은 Type 3임을 확인할 수 있었다.
그런데, 상기 Type 2의 경우 방향성을 가지고 있어서 일방향으로 진행하는 경우에는 좋은 방식이지만, 역방향으로 진행하는 경우에는 Type 3과 같은 방식이 되므로, 양방향으로 운행이 어려우므로 운영 측면에서 불리하다.
따라서, 본 발명에 의한 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축을 적용하여 철도차량의 진행방향에 대하여 전방에 위치하는 선두차륜은 일체형 차륜(100')이 되도록 하고, 후방에 위치하는 후미차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 구성하는 것이 철도차량의 직진 주행 안전성과 곡선 추종성이 뛰어난 대차를 구현할 수 있도록 하는 것이다.
이때, 상기 변환수단(200)은 철도차량의 진행방향에 따라 독립형 또는 일체형 차륜이 선택적으로 변환되도록 하는 역할을 하는 것으로, 상기 차륜(20)에 결합되고 내측에 상기 차축(10)에 지지되는 베어링(212)이 구비되는 내측샤프트(210)가 구비된다.
여기서, 상기 베어링(212)에 의해 상기 차륜(20)에 작용하는 토크가 차축(10)으로 직접 전달되지 않게 된다.
또한, 상기 내측샤프트(210)의 중앙부에는 클러치슬리브(220)가 구비되고, 상기 내측샤프트(210)의 차륜(20)이 설치된 타측 단부와 클러치슬리브(220)의 사이에는 탄성부재(230)가 구비되어 탄성 지지하게 된다.
그리고, 상기 내측샤프트(210)의 외주면에는 가이드구(214)가 형성되고, 상기 클러치슬리브(220)의 내주면에는 상기 가이드구(214)가 결합되는 가이드홈(226)이 형성되어 내측샤프트(210)의 토크가 클러치슬리브(220)로 전달되도록 하고, 후술할 변환돌기(22)에 의해 클러치슬리브(220)의 좌우 이동 시 가이드구(214) 및 가이드홈(226)에 의해 클러치슬리브(220)가 유동하지 않고 안정적으로 좌우로 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 클러치슬리브(220)의 외측에는 외측샤프트(240)가 구비되는데, 상기 외측샤프트(240)의 일측은 차축(10)에 결합된다.
이때, 상기 차륜(20)에는 변환돌기(22)가 돌출 형성되는데, 상기 변환돌기(22)는 일측 모서리는 직각면으로 형성되고, 타측 모서리는 라운드면으로 형성된다.
또한, 상기 클러치슬리브(220)에는 상기 변환돌기(22)가 결합되는 홈(222)이 형성되는데, 상기 홈(222)은 상기 변환돌기(22)의 형상에 대응되도록 일측면은 평면으로 형성되고, 타측면은 경사면이 형성된다.
그리고, 상기 외측샤프트(240)는 상기 클러치슬리브(220)가 결합되는 내측부에 차축(10)의 중심 방향으로 갈수록 내경이 커지도록 경사부(242)가 형성되고, 상기 클러치슬리브(220)는 상기 경사부(242)에 대응되도록 차축(10)의 중심방향으로 갈수록 외경이 커지는 확장부(224)가 형성된다.
이때, 도시하지는 않았지만, 상기 경사부(242)와 확장부(224)가 결합될 때 서로 미끄러지지 않고 토크가 전달될 수 있도록 경사부(242)와 확장부(224)의 각 면은 마찰면 또는 베벨기어 또는 작은 돌기 등이 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 차륜(20)의 회전방향이 변환돌기(22)의 직각면 방향과 동일한 경우에는, 상기 클러치슬리브(220)의 홈(222) 중 평면 방향으로 토크가 작용하여, 상기 탄성부재(230)에 의해 클러치슬리브(220)는 상기 외측샤프트(240)의 경사부(242)에 확장부(224)가 결합된 상태를 유지하게 되며, 그에 따라 차륜(20)에 가해지는 토크가 내측샤프트(210), 클러치슬리브(220) 및 외측샤프트(240)를 통해 차축(10)으로 전달되어 양측 차륜(20)이 동일하게 회전하는 일체형 차륜(100')이 되게 된다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 차륜(20)의 회전방향이 변환돌기(22)의 라운드면 방향과 동일한 경우에는, 상기 클러치슬리브(220)의 홈(222) 중 경사면 방향으로 토크가 작용하여, 변환돌기(22)의 라운드면이 클러치슬리브(220)의 홈(222)의 경사면을 가압하게 되고, 클러치슬리브(220)가 탄성부재(230)를 가압하며 차축(10)의 중심측으로 이동하게 된다.
그래서, 상기 클러치슬리브(220)의 확장부(224)가 상기 외측샤프트(240)의 경사부(242)로부터 결합이 해제되어 차륜(20)에 가해지는 토크가 외측샤프트(240) 및 차축(10)으로 전달되지 않게 되므로 차륜(20)이 차축(10)에 대해 자유롭게 회전하게 되어 양측 차륜(20)이 독립적으로 회전하는 독립형 차륜(100")이 되게 된다.
이때, 철도차량의 진행방향에 대하여 선두차륜은 일체형 차륜(100')이 되어야 하므로 선두차륜과 후미차륜의 차륜(20)에 형성되는 변환돌기(22)의 라운드면이 서로 반대방향을 향하도록 설치되어 철도차량의 진행방향에 따라 선두차륜이 되는 일측 차륜이 일체형 차륜(100')이 되면, 후미차륜이 되는 타측 차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 구성한다.
상기와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50)에 의하면, 별도의 외부 동력 없이 철도차량의 진행방향에 따른 선두차륜이 항상 일체형 차륜(100')이 되고, 후미차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 하며, 철도차량이 진행방향을 바꾸게 되어도 진행방향에 따른 선두차륜이 항상 일체형 차륜(100')이 되고, 후미차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 독립형 및 일체형 차륜의 변환이 자동적으로 이루어지도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50')의 저상 대차용 윤축에 적용한 실시 예에 의하면, 도 8에 도시한 바와 같이, 변환수단(300)은 차륜(20)에 구비된 연결축(312)에 결합되는 차륜기어(310)와, 상기 차륜기어(310)와 치합되는 샤프트기어(320)와, 상기 샤프트기어(320)에 결합되는 내측샤프트(330)와, 상기 내측샤프트(330)의 중앙부에 결합되는 클러치슬리브(340)와, 상기 내측샤프트(330)와 클러치슬리브(340) 사이에 구비되어 탄성 지지하는 탄성부재(350)와, 일측은 클러치슬리브(340)에 결합되고 타측은 차축에 결합되는 외측샤프트(360)을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기와 같이 구성되는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50')의 나머지 구성은 전술한 실시예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 상기 샤프트기어(320)에는 변환돌기(322)가 돌출 형성되고, 상기 클러치슬리브(340)에는 상기 변환돌기(322)가 결합되는 홈(342)이 형성된다.
또한, 상기 외측샤프트(360)는 내측부에 경사부(362)가 형성되고, 상기 클러치슬리브(340)에는 확장부(344)가 형성된다.
그리고, 상기 내측샤프트(330)의 외주면에는 가이드구(334)가 형성되고, 상기 클러치슬리브(340)의 내주면에는 상기 가이드구(334)가 결합되는 가이드홈(346)이 형성된다.
또한, 상기 외측샤프트(360)와 내측샤프트(330)의 사이에는 베어링(332)이 구비되어 내측샤프트(330)의 토크가 외측샤프트(360)로 직접 전달되지 않도록 구성된다.
그래서, 전술한 실시 예와 같이 상기 차륜(20)의 회전 방향에 따라 샤프트기어(320)에 작용하는 토크에 의해 샤프트기어(320)의 변환돌기(322)가 클러치슬리브(340) 홈(342)을 가압하여 클러치슬리브(340)의 좌우 이동 여부를 결정하게 되고, 그에 따라 클러치슬리브(340)와 외측샤프트(360)간 결합이 선택적으로 이루어져 차축(10)의 회전여부가 결정되게 되어, 도 9 내지 도 12에 도시한 바와 같이 독립형 차륜(100") 또는 일체형 차륜(100')으로 변환이 이루어지게 된다.
이때, 철도차량의 진행방향에 대하여 선두차륜은 일체형 차륜(100')이 되어야 하므로 선두차륜과 후미차륜의 샤프트기어(320)에 형성되는 변환돌기(322)의 라운드면이 서로 반대방향을 향하도록 설치되어 철도차량의 진행방향에 따라 선두차륜이 되는 일측 차륜이 일체형 차륜(100')이 되면, 후미차륜이 되는 타측 차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 구성한다.
상기와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50')에 의하면, 별도의 외부 동력 없이 철도차량의 진행방향에 따른 선두차륜이 항상 일체형 차륜(100')이 되고, 후미차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 하며, 철도차량이 진행방향을 바꾸게 되어도 진행방향에 따른 선두차륜이 항상 일체형 차륜(100')이 되고, 후미차륜은 독립형 차륜(100")이 되도록 독립형 및 일체형 차륜의 변환이 자동적으로 이루어지도록 한다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축(50)에 의하면, 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 선두차륜은 일체형 차륜으로, 후미차륜은 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 외부 구동장치 없이 작동하여 구조가 간단한 등의 다양한 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차의 주행 방향에 따른 차륜의 회전 방향에 따라 일체형 차륜이 독립형 차륜으로 변환되도록 함으로써 직선 주행 안전성과 곡선 추종성을 향상할 수 있도록 하고, 차량 진동 및 차륜의 마모를 저감할 수 있는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 관한 것이다.
10: 차축 20: 차륜
22,322: 변환돌기
50,50': 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축
100': 일체형 차륜 100": 독립형 차륜
200,300: 변환수단 210,330: 내측샤프트
212,332: 베어링 214,334: 가이드구
220,340: 클러치슬리브 222,342: 홈
224,344: 확장부 226,346: 가이드홈
230,350: 탄성부재 240,360: 외측샤프트
310: 차륜기어 312: 연결축
320: 샤프트기어

Claims (6)

  1. 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 있어서,
    차축과 차륜 사이에 설치되어 차축과 차륜 사이의 토크 전달 여부를 선택적으로 변환되도록 함으로써 철도차량의 진행방향에 따른 선두차륜은 일체형 차륜이 되도록 하고, 후미차륜은 독립형 차륜이 되도록 하는 변환수단이 구비되되,
    상기 변환수단은 상기 차륜에 결합되고, 내측에 상기 차축에 지지되는 베어링이 구비되는 내측샤프트와,
    상기 내측샤프트의 차륜이 결합된 타측에 구비되는 클러치슬리브와,
    상기 내측샤프트와 클러치슬리브 사이에 구비되어 탄성 지지되는 탄성부재와,
    일측은 상기 차축에 결합되고 타측은 상기 클러치슬리브에 결합되는 외측샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차륜에는 일측 모서리는 직각으로 형성되고, 타측 모서리는 라운드면이 형성되는 변환돌기가 돌출 형성되고,
    상기 클러치슬리브에는 상기 변환돌기에 대응되도록 일측면은 평면으로 형성되고, 타측면은 경사면이 형성되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
  3. 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축에 있어서,
    차축과 차륜 사이에 설치되어 차축과 차륜 사이의 토크 전달 여부를 선택적으로 변환되도록 함으로써 철도차량의 진행방향에 따른 선두차륜은 일체형 차륜이 되도록 하고, 후미차륜은 독립형 차륜이 되도록 하는 변환수단이 구비되되,
    상기 변환수단은 차륜에 구비된 연결축에 결합되는 차륜기어와,
    상기 차륜기어와 치합되는 샤프트기어와,
    상기 샤프트기어에 결합되는 내측샤프트와,
    상기 내측샤프트의 샤프트기어가 결합된 타측에 구비되는 클러치슬리브와,
    상기 내측샤프트와 클러치슬리브 사이에 구비되어 탄성 지지되는 탄성부재와,
    일측은 상기 클러치슬리브에 결합되고, 타측은 차축에 결합되며, 내측에는 상기 내측샤프트에 지지되는 베어링이 구비되는 외측샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트기어에는 일측 모서리는 직각으로 형성되고, 타측 모서리는 라운드면이 형성되는 변환돌기가 돌출 형성되고,
    상기 클러치슬리브에는 상기 변환돌기에 대응되도록 일측면은 평면으로 형성되고, 타측면은 경사면이 형성되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 외측샤프트는 클러치슬리브가 결합되는 내측부에 차축의 중심방향으로 갈수록 내경이 커지도록 경사부가 형성되고,
    상기 클러치슬리브는 외측부에 상기 경사부에 대응되도록 차축의 중심방향으로 갈수록 외경이 커지도록 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 내측샤프트는 외주면에 가이드구가 형성되고,
    상기 클러치슬리브는 내주면에 상기 가이드구가 결합되는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 독립형 또는 일체형 차륜 자동 변환 윤축.
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