철도차량용 미세충돌 흡수장치{tiny collision absorber device for railway vehicle}
본 발명은 철도차량용 미세충돌 흡수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도차량 완충구조물의 전방에 설치되어 상기 철도차량의 경미한 충돌사고시 상기 완충구조물에 전달되려는 미세한 충돌에너지를 상기 완충구조물보다 먼저 흡수하여 소멸시키는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에는 철도차량의 충돌을 대비하여 그 충돌에너지를 완화할 수 있는 완충구조물이 구비되고, 이 완충구조물은 철도차량의 충돌사고시 차체 프레임보다 우선적으로 충돌 대상물에 접촉될 수 있도록 철도차량의 전방 및 후방에 설치된다. 도 1 에 도시된 바와 같이 상기 완충구조물(20)은 철도차량(10)의 전방 및 후방에 수평으로 설치되는 복수 개의 수평빔(21)과, 상기 수평빔(21)의 전방에 수직으로 설치되어 수평빔(21)에 충돌에너지를 고르게 분산시키는 수직판(22)으로 이루어진다. 상기 수평빔(21)은 충돌로 인한 충돌에너지의 흡수량을 증대시키기 위해 소성의 소재로 형성된다. 따라서 완충구조물(20)은 철도차량(10)의 충돌사고시 충돌에너지가 상기 완충구조물에 전달되어 상기 수직판(22)은 충돌에너지에 밀려 후퇴하게 되고, 후퇴하는 상기 수직판(22)에 의해 수평빔(21)은 압궤되는 변형을 일으키며 충돌에너지를 흡수하였다. 그러나 이러한 완충구조물은 철도차량의 큰 충돌사고시 수평빔이 압궤되는 등에 변형을 일으켜 차체에 전달되는 충격을 완화하였지만, 철도차량의 경미한 충돌사고시에도 미세한 충돌에너지가 곧바로 완충구조물에 전달되어 완충구조물의 일부가 영향을 받아 변형으로 파손됨으로써, 완충구조물의 수명이 단축되고, 완충구조물의 보수작업으로 인한 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 철도차량의 경미한 충돌사고시에는 미세한 충돌에너지가 곧바로 완충구조물에 전달되지 않도록 함으로써, 완충구조물의 수명을 연장하고, 완충구조물의 보수작업으로 인한 시간과 비용이 최소화 되도록 하는 것을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도차량 완충구조물의 전방에 설치되어 상기 철도차량의 경미한 충돌사고시 상기 완충구조물에 전달되려는 미세한 충돌에너지를 상기 완충구조물보다 먼저 흡수하여 소멸시키기 위한 미세충돌 흡수장치로서, 상기 완충구조물의 전방에 돌출되어 분리가능하게 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 수용되어 상기 미세충돌 에너지를 흡수하기 위한 완충재와, 상기 하우징의 전방에 분리가능하게 설치되어 상기 하우징의 전방을 덮는 충돌판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 철도차량의 경미한 충돌사고시 상기 완충구조물에 전달되려는 미세한 충돌에너지를 완충수단이 완충구조물보다 먼저 흡수하여 소멸시킴으로써, 완충구조물은 변형이 발생하지 않아 수명이 연장되고, 완충구조물의 보수작업으로 인한 시간과 비용이 최소화되는 효과가 있다. 또, 철도차량의 큰 충돌사고시에는 완충구조물의 충돌에너지 흡수량과 미세충돌 흡수장치의 충돌에너지 흡수량이 더해짐에 따라 철도차량의 충돌대비 능력은 향상되고, 자체에 전달되는 충격도 종래보다 감소하여 승객 구간의 안전성을 확보하게 되는 효과가 있다. 또한, 미세충돌 흡수장치가 완충구조물에 분리가능하게 설치됨으로써, 미세충돌 흡수장치가 변형으로 파손되는 경우 미세충돌 흡수장치의 교체가 용이하다.
도 1은 종래 발명에 따른 종래의 완충구조물의 설치상태를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 미세충돌 흡수장치의 설치상태를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 미세충돌 흡수장치의 설치상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 미세충돌 흡수장치를 도시한 분리 사시도.
도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 철도차량용 미세충돌 흡수장치의 작동상태를 도시한 측면도.
이하, 본 발명에 따른 철도차량용 미세충돌 흡수장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다. 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 철도차량(10) 완충구조물(20)의 전방에 설치되어 상기 철도차량(10)의 경미한 충돌사고시 상기 완충구조물(20)에 전달되려는 미세한 충돌에너지를 상기 완충구조물(20)보다 먼저 흡수하여 소멸시키기 위한 미세충돌 장치(100)로서, 상기 미세충돌 흡수장치(100)는 상기 완충구조물(20)의 전방에 분리가능하게 설치되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 수용되어 상기 미세충돌 에너지를 흡수하기 위한 완충재(120)와, 상기 하우징의 전방에 분리가능하게 설치되어 상기 하우징(110)의 전방을 덮는 충돌판(130)을 포함하여 이루어진다. 상기 하우징(110)은 전방 및 후방이 개방되고, 둘레가 폐쇄되도록 형성하되, 이 하우징(110)의 둘레는 낱장의 측판(111)이 서로 측단이 직각으로 맞닿아 사각 형상을 이루도록 형성된다. 상기 측판(111)의 후단 및 전단에는 상기 하우징(110)이 상기 완충구조물(20) 및 충돌판(130)에 안착하기 위한 플랜지부(112, 113)가 각각 구비된다. 상기 각 플랜지부(112, 113)에는 볼트(B)가 삽입되기 위한 복수 개의 볼트공(112a, 113a)이 각각 형성된다. 상기 충돌판의 가장자리에도 측판(111)의 전단에 형성된 플랜지부(113)의 볼트공(113a)과 대응하는 볼트공(131)이 형성된다. 그리고 상기 완충구조물(20)과 상기 하우징(110)은 분리가능하게 설치하기 위해 그 수단은 다양하지만, 상기 완충구조물(20)과 측판(111)의 후단에 형성된 플랜지부(112)를 맞붙여 볼트(B)로 체결하는 것이 가장 바람직하다. 또, 상기 하우징(110)과 상기 충돌판(130)을 분리가능하게 설치하기 위해서도 상기 측판(111)의 전단에 형성된 플랜지부(113)와 충돌판(130)을 맞붙여 볼트(B)와 너트(N)로 체결하는 것이 가장 바람직하다. 한편, 상기 완충재(120)는 소성을 부여하기 위해 허니콤 형상으로 형성하고, 알루미늄 소재로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다. 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 미세충돌 흡수장치(100)에 하우징(110)과 완충재(120) 및 충돌판(130)의 작용을 설명하면 다음과 같다. 상기 하우징(110)은 둘레가 낱장의 측판(111)이 서로 측단이 맞닿아 사각 형상으로 형성됨에 따라 미세충돌 흡수장치(100)가 충돌에 의한 변형으로 파손될 경우, 완충구조물(20)과 측판(111)의 플랜지부(112)를 체결한 볼트(B)를 풀거나 조이면, 완충구조물(20)에 미세충돌 흡수장치(100)의 탈착이 용이하면서 신속하게 이루어진다. 상기 하우징(110) 내부에 수용된 완충재(120)는 평상시 하우징(110)이 변형되지 않도록 강성을 부여하고, 충돌사고시 충돌에너지를 흡수하게 된다. 상기 충돌판(130)은 하우징(110) 내부에 수용된 완충재(120)가 외부로 이탈되는 것을 방지하며, 충돌에너지가 이 완충재(120)에 고르게 전달되도록 한다. 그리고 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이 미세충돌 흡수장치(100)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다. 도 5a에 도시된 바와 같이 철도차량(10)의 충돌사고시, 충돌 부위에 충돌에너지가 발생하고, 이 충돌에너지는 미세충돌 흡수장치(100)를 통해 완충구조물(20)로 전달되려한다. 만약, 도 5b에 도시된 바와 같이 경미한 충돌사고로 인해 충돌 부위에 발생한 충돌 에너지량이 완충재(120)의 충격흡수량보다 적을 경우에는 이 미세한 충돌에너지를 하우징(110) 내부에 수용된 완충재(120)가 흡수하여 자체적으로 소멸시킴으로써, 미세충돌 흡수장치(100)는 변형으로 파손되더라도 완충구조물(20)은 변형이 일으키지 않아 그만큼 수명이 더 연장되고, 완충구조물(20)의 보수작업으로 인한 시간과 비용이 최소화된다. 하지만, 도 5c에 도시된 바와 같이 큰 충돌사고로 인해 충돌 부위에 발생한 충돌 에너지량이 상기 완충재(120)의 충격흡수량보다 클 경우에는 이 충돌에너지를 미세충돌 흡수장치(100)가 하우징(110) 내부에 수용된 완충재(120)를 통해 1차적으로 흡수하여 감쇄하고, 이후 남은 충돌에너지는 수평빔(21)이 압궤되는 변형을 통해 완충구조물(20)에 흡수된다. 따라서 미세충돌 흡수장치(100)와 완충구조물(20)은 변형으로 파손되지만 완충구조물(20)의 충돌에너지 흡수량과 미세충돌 흡수장치(100)의 충돌에너지 흡수량이 더해짐에 따라 철도차량(10)의 충돌대비 능력은 향상되고, 자체(11)에 전달되는 충격도 종래보다 감소하여 승객 구간의 안전성을 확보하게 된다.
10: 철도차량 11: 차체
20: 완충구조물 21: 수평빔
22: 수직판 100: 미세충돌 흡수장치
110: 하우징 111: 측판
112, 113: 플랜지부 112a, 113b: 볼트공
120: 완충재 130: 충돌판
131: 볼트공 |
