KR20240029642A - 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법 - Google Patents

철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법 Download PDF

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KR20240029642A
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문형석
박정준
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 철도차량용 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것이다.

Description

철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법{Gauge-changeable system for railway vehicle and guage changing method using the system}
본 발명은 철도차량용 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 남북철도 연결사업이 가속화되고 있고, 이로 인하여 표준궤를 사용하는 남북철도와 광궤를 사용하는 러시아 철도간의 국경에서의 궤간 차이를 극복하는 방안들에 대한 관심이 고조되고 있으며, 이러한 방안으로서 환적, 대차교환 및 궤간가변 대차 등의 방법이 검토되었다.
이러한 일례로 대한민국 등록특허공보 제10-0614613호 등에는 철도차량용 궤간 가변 차축 시스템이 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 차축(1), 차륜(2), 차축(1)에 고정 결합되는 고정캡(3), 상기 고정캡(3)의 둘레에 끼워지고 축둘레 방향으로 회전함으로써 차륜(2)을 좌우로 이동시키는 잠금기구(4), 고정캡(3)의 우측단부에 결합되고 잠금기구(4)의 잠금과 풀림을 구속하는 플랜지(5), 상기 고정캡(3)의 좌측 단부에 결합되는 스프링홀더(6) 및 플랜지(5)와 스프링홀더(6) 사이에 내설되는 압축스프링(7)을 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 종래의 궤간 가변 시스템에서는 한 종류의 궤간을 가진 선로를 주행할 때 차륜(2) 간격을 고정시키기 위해서 차륜(2) 안쪽에 위치한 플랜지(5)가 압축스프링(7)의 힘으로 차축(1)의 중심 방향으로 밀린 상태로 고정된다.
한 종류의 궤간에서 다른 폭의 궤간을 가진 궤도로 주행하는 궤간변환구간에서는 릴리스 레일이 설치된 지상 변환 시설을 통과하게 되는데, 이 릴리스 레일에 의해 플랜지(5)가 차축(1)을 따라 바깥쪽으로 밀리면서 잠금기구(4)를 해정시킴에 따라 고정되어 있던 차륜(2)이 차축(1) 방향으로 이동 가능한 상태가 되어 궤간이 변환되는 레일을 따라 이동하면서 차륜(2) 간의 폭이 변경될 수 있다.
하지만, 상기와 같이 구성된 종래의 궤간 가변 시스템의 경우, 철도차량의 주행 과정에서 양쪽 차륜에 작용하는 하중이 각각 약 10톤 이상이므로 궤간변환구간에서 차륜의 이동이 어렵거나 편심되게 이동하는 등 차륜의 이동에 대한 신뢰성이 높지 않을 수 있고, 그에 따라 궤간변환구간에서의 주행 안정성이 저하되거나 심한 경우 탈선 등의 대형사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.
또한, 궤간변환구간에서 양쪽 차륜에 가해지는 하중에 의해 소음 및 차륜과 레일의 마모가 심하게 발생될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0614613호 대한민국 등록특허공보 제10-0708485호 대한민국 등록특허공보 제10-2218979호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 궤간변환구간에서 차축을 상향으로 미소(微少)하게 들어올려 지지하는 지지레일을 설치하여 철도차량의 하중이 차축으로 분산 작용하도록 하고 차륜에 작용하는 하중은 줄임으로써 차륜의 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 지지레일을 2단 마운트 형태로 구성하여 차축의 외측 단부를 지지함으로써 궤간변환구간에서 차축의 좌,우 방향 요동 및 그에 따른 차축의 편심 현상 발생을 방지할 수 있는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법을 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은,
철도차량의 궤간가변 윤축과, 궤간변환구간 진출입 시 상기 궤간가변 윤축을 작동시킬 수 있도록 하는 해정레일을 포함하는 철도차량용 궤간가변시스템에 있어서, 상기 궤간변환구간에 설치되어 차축의 단부를 지지하여 차축을 일정 높이 들어올림으로써 차륜이 주행레일로부터 상향 이격되도록 하는 지지레일과, 상기 궤간변환구간에 설치되어 상기 차륜의 양 측면을 지지함으로써 차륜의 이동을 가이드하는 가이드레일을 포함하여, 궤간가변구간에서 상기 차륜이 주행레일로부터 들어올려진 상태에서 상기 해정레일에 의한 궤간가변 윤축의 작동에 의해 해정되어 가이드레일에 의해 이동할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지지레일은 궤간변환구간의 진입구간 및 진출구간에서 각각 상향 경사 및 하향 경사를 이루도록 형성되고, 진입구간과 진출구간 사이의 중앙구간에서는 일정한 높이로 형성될 수 있다.
또한, 상기 차축에는 저널박스의 외측으로 연장되는 연장부가 형성되고, 상기 연장부에는 상기 지지레일에 안착 지지되는 베어링이 설치될 수 있다.
또한, 상기 연장부의 단부에는 상기 베어링의 이탈을 방지하기 위한 고정캡이 설치될 수 있다.
또한, 상기 지지레일은 베어링의 하단을 지지하는 안착부와, 상기 안착부의 외측에 상향 돌출 형성되어 고정캡의 외측면을 지지하는 지지부를 포함하는 2단 마운트 형태로 구성될 수 있다.
또한, 서로 마주하는 상기 고정캡의 외측면과 상기 지지부의 내측면에는 각각 마찰부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 가이드레일의 차륜에 접촉하는 면에는 마찰부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 궤간변환구간의 진입 및 진출구간에 위치되는 가이드레일에는 확장부가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 궤간변환방법은,
철도차량용 궤간가변시스템을 이용한 궤간변환 방법에 있어서, 궤간변환구간에 설치되는 지지레일에 의해 차축의 양측 단부를 지지하여 차륜이 주행레일로부터 들어올려진 상태에서 궤간변환구간에 설치되는 가이드레일에 의해 차륜을 이동시킴으로써 양측 차륜 사이의 간격을 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 궤간변환 방법은, 철도차량이 제1궤간의 주행레일을 주행하는 제1궤간주행단계, 궤간변환구간 진입구간에서 주행레일의 외측에 일정 높이가 될 때까지 점점 높아지도록 설치된 지지레일에 차축의 양측 단부가 안착 지지되는 궤간변환구간 진입단계, 상기 지지레일에 의한 차축 양 단부의 지지에 의해 차륜이 제1궤간의 주행레일로부터 상향 이격된 상태에서 궤간가변 윤축의 작동에 의해 차륜의 잠금상태가 해정되는 차륜해정단계, 궤간변환구간에 설치된 가이드레일에 의해 상기 차륜의 이동이 이루어져 차륜 간 폭이 조절되는 차륜이동단계, 궤간가변 윤축의 작동에 의해 상기 제1궤간과는 서로 다른 궤간을 갖는 제2궤간에 대응되도록 이동한 차륜의 위치가 고정되는 차륜고정단계, 궤간변환구간 진출구간에서 주행레일의 외측에 일정 높이가 될 때까지 점점 낮아지도록 설치된 지지레일에 의해 차축의 높이가 낮아져 차륜이 제2궤간의 주행레일에 안착되는 궤간변환구간 진출단계 및 철도차량이 제2궤간의 주행레일을 주행하는 제2궤간주행단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 궤간변환구간에서 차축을 상향으로 미소(微少)하게 들어올려 지지하는 지지레일을 설치하여 철도차량의 하중이 차축으로 분산 작용하도록 하고 차륜에 작용하는 하중은 줄임으로써 차륜의 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 지지레일을 2단 마운트 형태로 구성하여 차축의 외측 단부를 지지함으로써 궤간변환구간에서 차축의 좌,우 방향 요동 및 그에 따른 차축의 편심 현상 발생을 방지할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 종래의 자동 궤간변환 차축시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변시스템을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변시스템에 따른 레일 배치를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 레일 배치를 측방향에서 도시한 도면.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변 시스템을 이용한 궤간변환방법을 순차적으로 도시한 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 2는 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변시스템을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변시스템에 따른 레일 배치를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 레일 배치를 측방향에서 도시한 도면이고, 도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변 시스템을 이용한 궤간변환방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것으로, 공지의 궤간가변 윤축(50)이 구비된 철도차량이 궤간변환구간을 주행 시 차축(10)의 양측 단부를 지지하기 위한 지지레일(120)을 설치하여 차축을 상향으로 들어올려 지지할 수 있도록 함으로써 철도차량의 하중이 지지레일(120)에 지지되는 차축(10)으로 분산 작용하도록 하고, 차륜(20)에 작용하는 하중은 줄일 수 있도록 하여 궤간변환구간에서의 차륜(20)의 이동이 보다 원활하고 정확하게 이루어질 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다.
보다 상세히 설명하면, 상기 궤간가변 윤축(50)은 차축(10)의 양단에 구비되는 차륜(20) 사이의 간격을 가변 궤간에 대응되도록 조절할 수 있도록 구성되는 것으로, 상기 고정캡은 차축(10)의 양측 단부에 각각 고정 결합되어 플랜지(51)가 이탈하는 것을 방지함과 동시에 플랜지(51)가 차축(10)과 일체로 회전할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이고, 상기 잠금기구는 고정캡의 둘레에 끼워지고 축둘레 방향으로 회전함으로써 차륜(20)의 좌,우 방향으로의 이동을 선택적으로 제한하는 역할을 하는 것이며, 상기 플랜지(51)는 고정캡의 차축(10)의 중심방향 단부에 결합되고, 지상에 설치되는 해정 레일(40)과, 압축스프링에 의해 좌,우로 이동하여 상기 잠금기구를 해정 또는 쇄정시키는 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 스프링홀더는 고정캡의 차축 외측 방향 단부에 결합되어 압축스프링을 고정 및 지지하는 역할을 하는 것이고, 상기 압축스프링은 플랜지(51)와 스프링홀더의 사이에 삽입 설치되어 복원력에 의해 플랜지(51)를 원위치로 복귀시키는 역할을 하는 것이다.
상기와 같은 궤간가변 윤축(50)을 구성하는 차축(10), 차륜(20), 고정캡, 잠금기구, 플랜지(51), 스프링홀더 및 압축스프링의 구성 및 작동관계는 대한민국 등록특허공보 제10-0614613호, 제10-2218979호 등에 이미 공지된 내용이므로 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음, 상기 지지레일(120)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 궤간변환구간에서 차축(10)의 양단부에 대응되는 위치에 설치되도록 철도차량이 주행하는 주행레일(30)의 외측 방향에 설치될 수 있는데, 상기 지지레일(120)에는 차축(10)의 양측 단부 하단을 지지하는 안착부(122)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 차축(10)에는 저널박스(12)의 외측으로 연장되는 연장부(14)가 형성되고, 이 연장부(14)에 베어링(110)이 설치되며, 상기 베어링(110)이 지지레일(120)의 안착부(122)에 지지될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 지지레일(120)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 궤간변환구간의 진입구간에서는 완만한 상향경사를 이루도록 형성되고, 진출구간에서는 완만한 하향경사를 이루도록 형성되며, 진입구간과 진출구간 사이의 중간구간에서는 일정한 높이로 형성될 수 있는데, 궤간변환구간의 진입 및 진출구간에 위치되는 지지레일(120)은 궤간변환구간 진입 전 주행레일(30) 주행 시의 베어링(110)의 하단 높이에 비해 낮게 형성되고, 궤간변환구간 내에서 지지레일(120)의 높이가 서서히 높아지도록 하여 해정레일(40)의 시작지점에서는 베어링(110)과 접촉되는 지지레일(120)의 높이가 궤간변환구간 진입 전 주행레일(30) 주행 시의 베어링(110)의 하단 높이에 비해 미세하게 높게 형성되어 차륜(20)이 주행레일(30)로부터 상향 이격되도록 함으로써 차륜(20)에 가해지는 하중을 경감시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 궤간변환구간에는 차륜(20)의 이동을 가이드하기 위한 가이드레일(130)이 설치될 수 있는데, 상기 가이드레일(130)은 궤간변환구간 내에서 차륜(20)의 폭방향 양단부에 접촉하도록 한 쌍이 설치되며, 궤간변환구간 전과 후의 각 주행레일(30)의 궤간의 변화에 대응되도록 차륜(20)을 이동시킬 수 있는 경로를 갖도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가이드레일(130)은 차륜(20)에 접촉하는 면에 마찰부재(132)가 구비되어 차륜(20)과의 접촉에 따른 마모나 소음의 발생을 저감할 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 가이드레일(130)에는 궤간변환구간의 진입 및 진출구간에서 전,후방의 주행레일(30)을 향해 확장부(134)가 형성되어 궤간변환구간 전에 주행레일(30)이 확장부(134)에 내부에 위치되도록 함으로써 철도차량이 궤간변환구간으로 진입 또는 진출하는 경우, 차륜(20)이 주행레일(30)로부터 가이드레일(130)로 안정적으로 진입하거나, 가이드레일(130)로부터 주행레일(30)로 안정적으로 진출할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이로 인해, 궤간변환구간에서의 차륜(20)의 위치 이동이 보다 원활하게 이루어지므로 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 차축(10)의 양측 단부가 지지레일(120)에 의해 동일 높이 상에서 안정적으로 지지되므로 차륜(20)의 이동에 의한 차체의 요동이나 차축(10)의 비대칭 현상을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 베어링(110)이 결합되는 차축(10)의 연장부(14)는 차축(10)보다 직경이 작게 형성되어 차축(10)과 사이에 단턱이 형성되도록 함으로써 상기 베어링(110)이 저널박스(12) 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 베어링(110)의 외측 단부에는 차축(10)의 연장부(14)에 고정 설치되는 고정캡(112)이 구비되어 베어링(110)의 이탈을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 지지레일(120)은 높이가 서로 다른 2단 마운트 구조로 이루어질 수 있는데, 이는 차륜(20)의 이동 과정에서 차축(10)의 중심이 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 상기 지지레일(120)에는 베어링(110)이 상부에 안착되는 상기 안착부(122)의 외측에 안착부(122)에 비해 높은 높이를 갖는 지지부(124)가 상향 돌출 형성되도록 구성될 수 있는데, 상기 지지부(124)는 고정캡(112)의 외측면을 지지함으로써 궤간변환구간에서의 차륜(20)의 이동에 의한 차축(10)의 좌,우 방향으로의 요동을 방지하고, 그에 따라 차축(10)의 중심이 일측으로 편심되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
또한, 서로 마주하는 상기 고정캡(112)의 외측면 및 상기 지지부(124)의 내측면에는 각각 마찰부재(114,126)가 구비되어 상기 지지레일(120)과의 접촉에 의한 고정캡(112)의 마모를 방지하고 소음 발생을 경감시키도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 마찰부재(114,126)와, 상기 가이드레일(130)에 구비되는 마찰부재(132)는 마모 시 교체가 용이하도록 구성됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변 시스템은 제1궤간의 주행레일과, 상기 제1궤간과 궤간이 서로 다른 제2궤간의 주행레일 사이에 마련된 궤간변환구간에서 철도차량에 작용하는 하중 지지가 차축(10)의 양측 단부에 구비되는 베어링(110)과 지지레일(120)에 의해서만 이루어지도록 구성될 수 있는데, 이러한 구조를 이용한 궤간변환구간에서의 차륜(10)의 이동, 즉 궤간변환 방법은 궤간변환구간에 설치되는 지지레일(120)에 의해 차축의 양측 단부를 지지하여 차륜(10)이 주행레일로부터 들어올려진 상태에서 해정레일(40)에 의한 궤간가변 윤축(50)의 작동에 의해 차륜(10)을 해정시키고, 궤간변환구간에 설치되는 가이드레일(130)에 의해 차륜(10)을 이동시킴으로써 양측 차륜 사이의 간격을 조정할 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다.
보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 궤간변환 방법은 다음과 같은 과정을 통해 이루어질 수 있는데, 표준궤에서 광궤로 궤간이 변환되는 구간을 주행하는 철도차량을 예로 들면, 먼저 표준궤 상태인 제1궤간의 주행레일(30-1)과 광궤 상태인 제2궤간의 주행레일(30-2)의 사이에 마련된 궤간변환구간에 진입하기 전의 철도차량은 도 5에서와 같이, 차륜(10)이 제1궤간의 주행레일(30-1) 상에 지지된 상태로 주행하게 된다.(제1궤간주행단계)
다음, 철도차량이 궤간변환구간에 진입하게 되면, 도 6에서와 같이, 제1궤간의 주행레일(30-1)의 외측에 설치된 지지레일(120)에 차축(10)의 양측 단부에 구비된 베어링(110)이 지지레일(120)의 안착부(122) 상부에 이격된 상태로 위치되고, 철도차량이 진행함에 따라 안착부(122)의 높이가 서서히 높아지면서 베어링(110)의 하단을 지지할 수 있는 상태가 된다.(궤간변환구간 진입단계)
다음, 궤간변환구간 진입 후 상기 베어링(110)이 안착부(122)에 의해 지지된 상태로 철도차량이 주행하게 되면, 도 7에서와 같이, 차륜(10)이 주행레일(30-1)로부터 상향 이격된 상태가 되어 철도차량은 차축(10)의 양측 단부에 구비된 베어링(110)에 의해 지지레일(120) 상에만 지지된 상태가 될 수 있고, 그에 따라 차륜(20)에 작용하는 하중이 최소화되며, 해정레일(40)에 의해 궤간가변 윤축(50)이 작동하면서 차륜(20)이 이동가능한 상태로 해정되게 된다.(차륜해정단계)
다음, 도 8에서와 같이, 이동가능한 상태로 해정된 차륜(20)이 가이드레일(130)에 의해 위치가 변화되어 차륜(20)간 간격이 표준궤에서 광궤에 대응되도록 변경된다.(차륜이동단계)
다음, 차륜(20)의 위치 변경, 즉 상기 제1궤간과 궤간이 서로 다른 제2궤간에 대응되도록 하는 차륜(20)의 위치 변경이 완료되면, 해정레일(40)에 의해 궤간가변 윤축(50)이 작동하면서 차륜(20)의 위치가 고정된다.(차륜고정단계)
이때, 차륜해정단계, 차륜이동단계, 차륜고정단계에 해당하는 구간에서는 차륜(10)을 지지하는 주행레일이 설치되지 않고, 가이드레일(130)에 의해서만 차륜(20)의 양측이 지지되도록 구성될 수도 있다.
다음, 도 9에서와 같이, 차륜(20)은 다시 광궤 상태인 제2궤간의 주행레일(30-2) 상에 안착되며, 베어링(110)을 지지하는 지지레일(120)의 안착부(122) 높이가 서서히 낮아지면서 베어링(110)과 지지레일(120)이 서로 이격된다.(궤간변환구간 진출단계)
다음, 궤간변환구간이 끝나는 지점에서는, 도 10에서와 같이, 지지레일(120)은 더 이상 필요가 없으며, 철도차량은 차륜(10)이 광궤 상태인 제2궤간의 주행레일(30-2) 상에 지지된 상태로 주행할 수 있다.(제2궤간주행단계)
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 의하면, 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 궤간변환구간에서 차축을 상향으로 미소(微少)하게 들어올려 지지하는 지지레일을 설치하여 철도차량의 하중이 차축으로 분산 작용하도록 하고 차륜에 작용하는 하중은 줄임으로써 차륜의 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하며, 지지레일을 2단 마운트 형태로 구성하여 차축의 외측 단부를 지지함으로써 궤간변환구간에서 차축의 좌,우 방향 요동 및 그에 따른 차축의 편심 현상 발생을 방지할 수 있는 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 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 궤간변환구간에서 철도차량의 차축에 작용하는 하중을 경감시킬 수 있도록 하여 궤간 변환의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 차륜의 위치 이동 과정에서 차체의 요동이나 차축의 비대칭을 방지할 수 있도록 하는 철도차량용 궤간가변 시스템 및 이를 이용한 궤간변환 방법에 관한 것이다.
10: 차축 12: 저널박스
14: 연장부 20: 차륜
30,30-1,30-2: 주행레일 40: 해정레일
50: 궤간가변 윤축 110: 베어링
112: 고정캡 114,126,132: 마찰부재
120: 지지레일 122: 안착부
124: 지지부 130: 가이드레일
134: 확장부

Claims (10)

  1. 철도차량의 궤간가변 윤축과, 궤간변환구간 진출입 시 상기 궤간가변 윤축을 작동시킬 수 있도록 하는 해정레일을 포함하는 철도차량용 궤간가변시스템에 있어서,
    상기 궤간변환구간에 설치되어 차축의 단부를 지지하여 차축을 일정 높이 들어올림으로써 차륜이 주행레일로부터 상향 이격되도록 하는 지지레일과,
    상기 궤간변환구간에 설치되어 상기 차륜의 양 측면을 지지함으로써 차륜의 이동을 가이드하는 가이드레일을 포함하여,
    궤간가변구간에서 상기 차륜이 주행레일로부터 들어올려진 상태에서 상기 해정레일에 의한 궤간가변 윤축의 작동에 의해 해정되어 가이드레일에 의해 이동할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지레일은 궤간변환구간의 진입구간 및 진출구간에서 각각 상향 경사 및 하향 경사를 이루도록 형성되고, 진입구간과 진출구간 사이의 중앙구간에서는 일정한 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차축에는 저널박스의 외측으로 연장되는 연장부가 형성되고,
    상기 연장부에는 상기 지지레일에 안착 지지되는 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연장부의 단부에는 상기 베어링의 이탈을 방지하기 위한 고정캡이 설치된 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지지레일은 베어링의 하단을 지지하는 안착부와, 상기 안착부의 외측에 상향 돌출 형성되어 고정캡의 외측면을 지지하는 지지부를 포함하는 2단 마운트 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    서로 마주하는 상기 고정캡의 외측면과 상기 지지부의 내측면에는 각각 마찰부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드레일의 차륜에 접촉하는 면에는 마찰부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 궤간변환구간의 진입 및 진출구간에 위치되는 가이드레일에는 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 궤간가변시스템.
  9. 철도차량용 궤간가변시스템을 이용한 궤간변환 방법에 있어서,
    궤간변환구간에 설치되는 지지레일에 의해 차축의 양측 단부를 지지하여 차륜이 주행레일로부터 들어올려진 상태에서 궤간변환구간에 설치되는 가이드레일에 의해 차륜을 이동시킴으로써 양측 차륜 사이의 간격을 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 궤간변환 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 궤간변환 방법은,
    철도차량이 제1궤간의 주행레일을 주행하는 제1궤간주행단계,
    궤간변환구간 진입구간에서 주행레일의 외측에 일정 높이가 될 때까지 점점 높아지도록 설치된 지지레일에 차축의 양측 단부가 안착 지지되는 궤간변환구간 진입단계,
    상기 지지레일에 의한 차축 양 단부의 지지에 의해 차륜이 제1궤간의 주행레일로부터 상향 이격된 상태에서 궤간가변 윤축의 작동에 의해 차륜의 잠금상태가 해정되는 차륜해정단계,
    궤간변환구간에 설치된 가이드레일에 의해 상기 차륜의 이동이 이루어져 차륜 간 폭이 조절되는 차륜이동단계,
    궤간가변 윤축의 작동에 의해 상기 제1궤간과는 서로 다른 궤간을 갖는 제2궤간에 대응되도록 이동한 차륜의 위치가 고정되는 차륜고정단계,
    궤간변환구간 진출구간에서 주행레일의 외측에 일정 높이가 될 때까지 점점 낮아지도록 설치된 지지레일에 의해 차축의 높이가 낮아져 차륜이 제2궤간의 주행레일에 안착되는 궤간변환구간 진출단계 및
    철도차량이 제2궤간의 주행레일을 주행하는 제2궤간주행단계;를 포함하는 궤간변환방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100614613B1 (ko) 2005-01-27 2006-08-21 한국철도기술연구원 자동 궤간변환 윤축시스템
KR100708485B1 (ko) 2005-12-12 2007-04-18 한국철도기술연구원 철도차량용 궤간 가변 장치 덮개
KR102218979B1 (ko) 2019-07-11 2021-02-24 한국철도기술연구원 철도차량의 궤간가변 윤축

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100614613B1 (ko) 2005-01-27 2006-08-21 한국철도기술연구원 자동 궤간변환 윤축시스템
KR100708485B1 (ko) 2005-12-12 2007-04-18 한국철도기술연구원 철도차량용 궤간 가변 장치 덮개
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