KR100495372B1 - 차량 내 스위치 메카니즘 - Google Patents

차량 내 스위치 메카니즘 Download PDF

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KR100495372B1
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알버트 이. 루이스
제랄드 에이. 주니어 가르뉴
데이비드 씨. 콜린스
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레이던 컴퍼니
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Abstract

가이드 차량 시스템의 가이드웨이를 따라 가이드 레일의 수렴 및 분기 지점에서 차량을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 메카니즘으로서, 지지 프레임; 피벗식 조립체; 스위치 아암 조립체로 그 인접 단부에서 상기 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는 스위치 아암 조립체; 스위치 휠로서 그 이격 단부에서 상기 스위치 아암 조립체에 회전 가능하게 장착되는 스위치 휠; 상기 스위치 휠이 상기 가이드 레일과 맞물리는 전개 위치와 그리고 상기 스위치 휠이 상기 가이드 레일에 자유로워지는 넣어진 위치 사이에서 상기 스위치 아암을 이동시키기 위한 액츄에이터; 그리고 상기 차량이 분기 지점에 도달할 때 상기 스위치 휠이 전개되는 경우 상기 가이드 레일에 대하여 상기 스위치 휠에 사전 부하를 가하기 위하여 상기 지지 프레임과 피벗식 조립체 사이에 상호 연결되는 바이어싱 디바이스를 포함하는 차량 내 스위치 메카니즘과, 그리고 이러한 차량 내 스위치 메카니즘을 사용하는 차량 내 스위치 시스템.

Description

차량 내 스위치 메카니즘{IN-VEHICLE SWITCH MECHANISM}
본 발명은 가이드 차량(guided vehicle)을 위한 개선된 차량 내 스위치 메카니즘에 관한 것이다.
가이드웨이(guideway)를 따라 차량을 안정시키고 차량을 지향시키기 위하여 통상적인 측면 가이드 차량이 측면 가이드웨이에 의존한다. 차량이 교차로에 접근하는 경우, 스위칭 메카니즘을 사용하여 두 개의 경로(pathway) 중 어느 하나를 선택한다. 가이드웨이 자체는 어떠한 무빙 파트(moving parts)도 구비하지 않으며, 차량이 시스템과의 분기 지점에 도달하는 동안 차량을 가이드웨이의 어느 한 측면에 강제적으로 부착시킴으로써 가이드웨이의 분기 지점 및 수렴 지점에서 차량이 스위칭된다. 이러한 메카니즘의 문제점 중 하나는 차량이 교차로에 진입하는 경우 양쪽 측면 가이딩이 없어 차량의 안정성이 떨어지고 한 측면으로부터 다른 측면으로 차량이 쏠려서 헤드-토스(head-toss)를 일으키고 승객들을 불편하게 만들 수 있다는 점이다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 개선된 차량 내 스위치 메카니즘과 그러한 스위치 메카니즘을 사용하는 차량 내 스위치 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 쏠림, 헤드-토스 그리고 승객을 불편하게 만드는 다른 사항들 없이 안정된 승차를 제공하기 위하여 스위치 휠(switch wheel) 및 가이드 레일(guide rail) 사이에 사전 부하(preload)를 가하는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스위치 휠의 위치뿐만 아니라 스위치 휠의 마모 및 실재(presence)를 모니터링하는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 마모가 있는 경우에도 사전 부하의 적응이 안전하고 충분한 맞물림을 위한 적절한 부하를 유지시키는 것을 가능하게 하는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가이드 레일과 맞물린 스위치 휠이 적절한 위치에서 기계적으로 잠기는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일단 가이드 레일과 맞물리는 스위치 휠이 적절한 배향을 유지시키는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스위치 휠이 가이드 레일과의 완전한 면 접촉을 유지하는 것을 가능하게 하는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가이드 레일과 맞물리는 경우에 자체-정렬되고, 심각한 마모 조건하에 있거나 또는 스위칭 휠이 손실되는 경우에도 맞물림이 유지되는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스위치 휠 및 가이드 레일의 맞물림을 확보하는 개선된 차량 내 스위치 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명은 차량 내 스위치 메카니즘을 사용함으로써 차량이 가이드 레일 내 분기 지점에 도달하는 경우에도 가이드웨이와 맞물리는 가이드 차량 시스템을 위한 매우 안전하고 안정된 가이드 차량을 달성할 수 있다는 것에 기인하는데, 상기 차량 내 스위치 메카니즘은 분기 영역에서 가이드 레일에 대하여 스위치 휠이 사전 부하력을 발산하도록 하는 바이어싱 디바이스를 포함한다.
본 발명은 가이드 차량 시스템에서 가이드 레일의 수렴 지점(converging point) 및 분기 지점(diverging point)에서 가이드웨이를 따라 차량을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 메카니즘을 특징으로 한다. 지지 프레임, 피벗식 조립체, 및 인접 단부가 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는 스위치 아암 조립체가 있다. 스위치 휠은 스위치 아암 조립체의 이격 단부에 회전 가능하게 장착된다. 스위치 휠이 가이드 레일과 맞물리는 전개 위치(deployed position)와 스위치 휠이 가이드 레일에 자유로워지는 넣어진 위치(stowed position) 사이에서 액츄에이터가 스위치 아암을 이동시킨다. 지지 프레임과 피벗식 조립체 사이에서 상호 연결된 바이어싱 디바이스는 차량이 분기 지점에 도달할 때 스위치 휠이 전개되어 있는 경우 가이드 레일에 대하여 스위치 휠이 사전 부하를 가한다.
바람직한 실시예에서 피벗식 조립체는 제 1 및 제 2 이격 피벗식 유니트(first and second spaced pivot units)를 포함할 수도 있다. 이 피벗식 조립체는 제 1 및 제 2 피벗 아암을 포함할 수도 있는데, 각 피벗 아암의 인접 단부는 어느 하나의 피벗식 유니트에 연결되고, 피벗 아암의 이격 단부는 스핀들 하우징에 연결된다. 스핀들 하우징은 스위치 휠을 회전 가능하게 지지하기 위한 샤프트를 포함할 수도 있다. 바이어싱 디바이스는 스프링 부재를 포함할 수도 있고, 각각의 피벗식 유니트와 연계된 스프링 부재를 포함할 수도 있다. 액츄에이터는 피벗식 조립체와 함께 장착될 수도 있다. 바이어싱 디바이스는 바이어싱 디바이스에 의하여 인가되는 힘을 변화시키기 위하여 조정 부재를 포함할 수도 있다. 액츄에이터는 피벗식 조립체와 스위치 아암 조립체 사이에서 탄성적으로(resiliently) 상호 연결될 수도 있다. 액츄에이터는 피벗식 조립체에 탄성적으로 상호 연결될 수도 있다. 스위치 휠과 가이드 레일 사이에서 정렬을 유지하기 위한 안티-롤 디바이스(anti-roll device)가 있을 수도 있다. 바이어싱 디바이스는 가이드 레일에 대하여 스위치 휠의 이동을 제한하기 위한 그리고 가이드 레일과 함께 기계적 간섭 잠금(interference lock)을 유지하기 위한 제한기 부재(limeter member)를 포함한다. 피벗식 조립체는 스위치 아암 조립체의 위치를 검출하기 위한 센서를 포함할 수도 있다. 바이어싱 디바이스는 스위치 휠 및 가이드 레일의 맞물림을 검출하기 위한 센서를 포함할 수도 있다.
또한 본 발명은 가이드 차량 시스템의 가이드웨이를 따라 가이드 레일의 수렴 및 분기 지점에서 차량을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 시스템을 특징으로 한다. 차량 내 스위치 시스템은 제 1 및 제 2 스위치 메카니즘을 포함하는데, 각각은 지지 프레임과, 피벗식 조립체와, 그리고 스위치 아암 조립체로 그 인접 단부가 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는 스위치 아암 조립체를 포함한다. 또한 차량 내 각각의 스위치 메카니즘은, 스위치 아암 조립체의 이격 단부에 회전 가능하게 장착되는 스위치 휠을 포함하고, 스위치 휠이 가이드 레일과 맞물리는 전개 위치와 스위치 휠이 가이드 레일에 자유로워지는 넣어진 위치 사이에서 스위치 아암을 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하고, 그리고 지지 프레임과 피벗식 조립체 사이에서 상호 연결되는 바이어싱 디바이스로 차량이 분기 지점에 도달하는 때 스위치 휠이 전개되는 경우 가이드 레일에 대하여 스위치 휠에 사전-부하를 가하기 위한 바이어싱 디바이스를 포함한다.
바람직한 실시예로서, 피벗식 조립체 사이에서 상호 연결되며 하나의 스위치 휠을 넣어진 위치에 구속시키기 위한 반면 다른 하나의 스위치 휠은 전개되도록 하기 위한 제한기 링크(limeter link)가 있을 수도 있다. 바이어싱 디바이스는 가이드 레일에 대한 스위치 휠의 이동을 제한하기 위한 그리고 가이드 레일과 함께 간섭 잠금(interference lock)을 유지하기 위한 제한기 부재(limiter member)를 포함할 수도 있다. 가이드 레일과 맞물리기 위한 제 1 및 제 2 조립체로 가이드 휠이 각각의 지지 프레임과 함께 회전 가능하게 장착되는 조립체을 포함하고, 지지 프레임과 상호 연결되는 바이어스 시스템으로서 가이드 레일과 맞물리는 경우 스위치 휠의 반대 방향으로 가이드 레일에 대하여 조립체을 바이어싱하기 위한 바이어스 시스템을 포함하는 측면 서스펜션 시스템이 있을 수도 있다.
다음의 바람직한 실시예와 첨부 도면으로부터 본 기술 분야의 당업자에게는 다른 목적과 특징 및 장점들이 도출될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 차량 내(in-vehicle) 스위치 메카니즘을 사용하는 가이드 차량 및 가이드 차량 시스템의 가이드웨이의 개략도이고;
도 2는 명확함을 위하여 일부 부분들이 생략된 도 1에 유사한 도면으로, 도 3의 선 2-2를 따라 가이드웨이의 부분 상에 하나는 넣어지고 다른 하나는 전개된 차량 내 두 개의 스위치 메카니즘과 결부된 측면 서스펜션 시스템을 도시하고;
도 3은 도 2의 가이드웨이의 평면도를 도시하고;
도 4는 본 발명에 따른 차량 내 두 개의 스위치 메카니즘, 측면 서스펜션 시스템 및 차량 섀시 프레임의 3차원 도면이고;
도 5는 도 4의 측면 서스펜션 시스템 및 차량 내 스위치 메카니즘의 정면도이고;
도 6은 도 5에 유사한 평면도이고;
도 7은 도 4 내지 도 6에서의 차량 내 스위치 메카니즘의 바이어싱 장치 및 피벗식 조립체의 확대된 상세한 도해적 단면도이고;
도 8은 전개 위치에서의 간섭 잠금(interference lock)을 도시하는 스위치 아암 조립체의 개략적인 정면도이고;
도 9는 스위치 휠을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 하우징 및 샤프트의 평면도이고;
도 10 및 도 11은 조립체 및 스위치에 의하여 가이드 레일에 적용되는 반대편 차량을 안정화시키는 힘을 도시하는 개략적인 등가 도해이다.
도 1에는 가이드웨이(guideway, 14) 상에서 이동하는 차량(12)을 포함하는 가이드 차량 시스템(guided vehicle system, 10)이 도시되어 있다. 가이드웨이(14)는 주요 주행 표면(main running surfaces, 18 및 20)과, 그리고 통로 또는 격자(walkway 또는 grate, 22)를 포함하는 지지 구조를 포함한다. 가이드 차량(12)은 캐빈(24)을 포함하고, 캐빈은 섀시(26) 상에 장착되며, 섀시는 네 개의 주요 지지 타이어로 주행하는데, 이들 중 단지 2개(28, 30) 만이 도시되었는데, 이는 주행 표면(18 및 20) 상에서 지지된다. 섀시(26) 상에는 측면 서스펜션 조립체(lateral suspension assembly, 31), 및 챠량 내 두 개의 스위치 메카니즘(34 및 36)을 포함하는 차량 내 스위치 시스템(32)이 장착되는데, 차량 내 두 개의 스위치 메카니즘은 매우 단순하게 개략적으로 도시되어 있다. 안정성을 위하여 그리고 이하 설명될 좋지 않은 힘을 감소시키기 위하여, 측면 서스펜션 시스템(lateral suspension system, 31) 및 차량 내 스위치 시스템(32 및 34)은 대체로 차량의 무게 중심(CG)과 정렬되어 있다. David C. Collins, Albert E. Lewis, 및 Gerald A. Garneau, Jr.에 의하여 "Lateral Suspension Assembly for a guided Vehicle System"이란 명칭으로 본 출원과 동일 자로 출원된 출원에는 측면 서스펜션 시스템이 도시되어 있다. 이 동일 자 출원은 Raytheon Company에 양도되었으며, 이하 전체로서 참조된다.
측면 서스펜션 시스템(31)에는 축선(39 및 41)에 대하여 회전 가능하고 측면 제한 링크(lateral limit link, 42)에 의하여 상호 연결되는 측면 가이드 휠(38 및 40)이 포함된다. 가이드 휠(38 및 40)의 측면 외측 이동은 측면 제한 링크(42)에 의하여 제한된다. 양 가이드 링크(38 및 40)는 이하 설명될 스프링 바이어싱 수단에 의하여 외측으로 힘이 가해지는데, 보다 상세하게는 상기 인용된 출원에 도시되어 있다. 측면 가이드 휠(38)은 차량 내 스위치 메카니즘(34)의 스위치 아암 조립체(switch arm assembly, 46)와 함께 지지 프레임(support frame, 44)을 공유한다. 스위치 아암 조립체(46)는 피벗 축선(48)에 대하여 회전 가능하고, 축선(54)에 대하여 회전 가능한 스위치 휠(52)을 지지하는 스핀들 하우징(50)을 포함한다. 유사하게는, 측면 가이드 휠(40)은 차량 내 스위치 메카니즘(36)과 함께 지지 프레임(56)을 공유한다. 스위치 아암 조립체(58)는 그 인접 단부에서는 피벗 축선(60)에 대하여 회전 가능하고 이격 단부에서는 다른 축선(66)에 대하여 회전하는 스위치 휠(64)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 하우징(spindle housing, 62)을 포함한다. 스위치 아암 조립체(46)를 구비하며 전개 위치에 있는 스위치 메카니즘(34)이 도시되는데, 스위치 휠(52)이 가이드 레일(72)의 외측부 또는 스위칭 표면(70)과 맞물리는 반면, 가이드 레일(72)의 내측부 또는 가이딩 표면(74)은 측면 가이드 휠(38)과 맞물린다. 반대로, 다른 스위치 아암 조립체(58)는 넣어진 위치에 있어서, 측면 가이드 휠(40)이 가이드 레일(78)의 가이딩 표면(80)과 맞물리는 반면 가이드 레일(78)의 스위칭 표면(76)과의 접촉이 떨어진다. 제한기 부재(limiter member, 82)는 스위치 메카니즘(34)의 장착부(84)와 스위치 메카니즘(36)의 장착부(86) 사이에 상호 연결된다. 측면 제한 링크(42)가 연장되는 경우, 제한기 부재(82)는 스위치 아암 조립체(46 및 58)의 하나 그리고 어느 하나만이 전개 위치에 있을 수 있는 것을 보장한다. 도면에 있어서 동일한 부재에는 동일한 도면 번호를 부여하였고, 유사한 부재에는 하위 문자 또는 프라임을 수반하는 도면 부호를 부여하였다.
가이드 레일이 정상적인 평행 위치 관계(parallelism)를 벗어나게 되는 가이드웨이의 통합/분기 섹션에 차량이 도달하는 경우, 차량에 대하여 상기 가능한 경로 중의 어느 한 경로가 선택될 것이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 분기 섹션에 접근하는 차량으로서 지면 방향으로 이동하는 차량(12)은 오른쪽 경로가 선택되어, 스위치 아암 조립체(46)가 넣어지는 반면 다른 스위치 아암 조립체(58)는 전개된다. 전개된 스위치 아암 조립체의 스위치 휠을 지지 프레임으로부터 더 멀어지게 이동시키기 위하여 그리고 스위칭 표면에 대한 스위치 휠의 사전 부하를 생산하기 위하여, 이 지점에서의 가이드 레일(72a 및 78a) 너비를 증가시킨다. 예를 들어 도 2에서, 스위치 아암 조립체(58)가 전개되고 가이드 레일(78a)의 증가된 너비와 두께는 스위칭 표면(76a)으로 이동하여 지지 하우징(56)에 대하여 외측으로 스위치 휠(64)을 이동시킴으로써, 사전-부하력이 스위치 휠(64)에 의하여 스위칭 표면(76a)에 인가된다. 스위치 아암 조립체(46)의 스위치 휠(52)은 스위칭 표면(70a)과 접촉하지 않는다. 측면 가이드 휠(38 및 40)은 가이딩 표면(74a 및 80a)과 접촉한다.
스위칭 표면(70a 및 76a)은 도 3의 캐밍 표면(camming surface, 90, 92)으로 시작하는데, 이 캐밍 표면은 전개된 스위치 휠을 그 지지 프레임으로부터 점진적으로 멀어지도록 하여 스위치 레일에 대하여 사전-부하를 가하도록 한다. 이러한 캐밍 표면은 예를 들어 표면(94 및 96)을 캐밍함으로써 도시된 바와 같이 양 끝단에서 채택된다. 도 3에는 좌측 경로(102)와 마주하고 있는 우측 경로(100)를 선택한 차량(12)이 도시되어 있는데, 스위칭 메카니즘(36)의 스위치 휠(64)은 전개되고 사전-부하력 하에 스위칭 표면(76a)과 맞물리는 반면, 스위치 아암 조립체가 넣어진 위치에 있는 동안 스위치 메카니즘(34)의 도시되지 않은 스위치 휠은 스위칭 표면(70a)과 맞물리지 않는다. 또한 측면 가이드 휠(38)은 가이드 레일(72a)과의 접촉으로부터 벗어나는 반면, 측면 가이드 휠(40)은 가이드 레일(78a)과 접촉된다. 적절하게 차량 내 스위치 메카니즘(34' 및 36')이 형성된 챠량(12) 전방의 차량 스위치 시스템(32')도 이와 동일한 구조를 갖는다.
측면 서스펜션 시스템(31) 및 차량 내 스위치 시스템(32)이 도 4, 도 5 및 도 6에 상세하게 도시되어 있는데, 이하 논의된다. 측면 서스펜션 시스템(31)은 각각의 축선(39 및 41)에 대하여 회전하기 위하여 지지 프레임(44 및 56)에 장착된 측면 가이드 휠(38 및 40)을 포함한다. 지지 프레임(44 및 56) 각각은 클레비스(clevis, 110, 112)에 의하여 피벗식으로 측면 제한 링크(42)와 상호 연결된다. 클레비스(110 및 112)는 순차로 지지부(114 및 116)에 의하여 지지되는데, 이 지지부는 도시되지 않은 지점에서 섀시(26)에 피벗식으로 부착된다. 스프링(118)과 같은 바이어스 디바이스는 한 쪽 단부가 클레비스(120)에 의하여 섀시(26)의 크로스 바(122)에 부착된다. 다른 쪽 단부에서 스프링(118)은 아암(116)에 고정된 클레비스(123)에 부착된다. 이러한 방식으로 스프링(118)은 측면 가이드 휠(40)이 가이드 레일과 외측으로 맞물리도록 하는 일정한 힘을 제공한다. 스프링(118)은 스프링(118)의 작동을 댐핑하기 위한 그리고 연계된 가이드 레일과 휠(40)의 일정하며 원활한 접촉을 유지하기 위한 완충기(shock absorber, 124)를 포함할 수도 있다. 두번째 스프링(126)은 크로스 바(122)의 하부에 고정된 클레비스(128)에 장착된다. 스프링(126)의 다른 쪽 단부는 지지부(114)에 고정된 클레비스(130)에 부착된다. 또한 스프링은 완충기(132, 파선으로 도시됨)를 포함할 수도 있어서, 스프링(126)은 연계된 가이드 레일에 대하여 휠(38)을 유지시키기 위한 일정한 힘을 제공한다. 측면 제한 링크(42)는 스프링(118 및 126)의 작동 하에 가이드 레일이 분기되는 경우에서도 측면 가이드 휠(38 및 40)이 사전 형성된 안전 제한 이상으로 진행시키지 않도록 하는 것을 확보한다.
차량 내 스위치 시스템에 있어서 차량 내 양 스위치 메카니즘(34 및 36)이 도 4, 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 이러한 각각의 도면에서는 스위치 조립체(58)는 전개되는 반면, 다른 스위치 조립체(46)는 넣어진다. 차량 내 스위치 메카니즘(36)의 설명은 차량 내 동일한 스위치 메카니즘(34)의 작동을 설명하는 것으로 충분할 것이다. 스위치 아암 조립체(58)는 실제로는 스핀들(62)을 지지하는 한 쌍의 아암(140, 142)을 포함한다. 각각의 아암은 피벗(144, 146)에 연결된다. 피벗(144 및 146)은 피벗식 조립체에 있는데, 이 피벗식 조립체는 두 개의 피벗식 유니트(148 및 150)를 포함한다. 피벗식 유니트(148 및 150)는 바이어싱 수단에 의하여 지지 프레임과 상호 연결되는데, 이 경우에 바이어싱 수단은 두 개의 스프링(152 및 154)으로서 피벗식 조립체를 구동시켜 아암(140 및 142)과 스위치 휠(64)을 내측으로 구동시켜 이에 연계된 가이드 레일의 스위칭 표면을 잡아 맞물리도록 하는 힘을 제공한다. 다른 구조에서는 스프링이 아암과 스위치 휠을 외측으로 구동시킬 수도 있는 힘을 제공한다. 피벗식 유니트(148)에 고정된 브래킷(158)에 장착되며 통상적으로 전기식으로 또는 유압식으로 구동되는 솔레노이드(156)와 같은 액츄에이터가 전개 위치 및 넣어진 위치 사이에서 피스톤(160) 및 링크(162)에 의하여 아암(140 및 142)을 구동시킨다. 안티-롤 바(anti-roll bar, 164)가 스위치 아암 조립체(58)의 아암(140 및 142)이 원치 않게 화살표(166)의 방향으로 기울어지거나 회전하는 것을 방지하기 위하여 피벗식 유니트(148 및 150) 사이에서 상호 연결된다.
도 5에 보다 명확하게 도시될 수 있는 바와 같이, 링크(162)는 자석(170)을 지지하는 아암(168)을 포함한다. 피벗식 유니트(148)의 바로 자석(170) 아래에는 세 개의 여분 홀 효과 센서(redundant Hall effect sensor, 172)가 있는데, 이는 자석(170)이 마주하고 있는 경우 스위치 휠(64)이 전개 위치에 있다는 지시를 감지한다. 액츄에이터(156)의 작동을 통하여 아암(140)이 넣어진 위치에 있는 경우, 피스톤(160)은 확장된 위치에 있을 것이고 아암(168)이 아래로 회전하게 될 것이어서, 자석(170)은 스위치 휠(64)이 넣어진 위치에 있다는 것을 나타내는 두번째 여분 홀 효과 센서(174) 위에 있다. 이는 스위치 조립체(46)에 대하여 도시된 상황이다. 피벗(144)은 스위치 휠(64)의 중심선(180)과 실질적으로 일치한다는 것에 주목하여야 한다. 이는 휠(64)이 그 연계된 가이드 레일과 맞물리는 것으로부터 벗어나도록 하는 경향이 있는 어떠한 모멘트도 영이 되도록 효과적으로 감소시킨다.
휠(64)에 적절한 내측력을 제공하도록 조정 휠(184)은 스프링(152)을 조정하는데 사용되고, 다른 조정 휠(186)은 다른 스프링(154)을 조정하는데 사용된다. 조정 휠(186)은 도 6에서 볼 수 있다. 또한 도 6에서는, 아암(162)의 아치형 운동(arcuate motion)에 의하여 발생하는 것과 같은 약간의 오정렬을 조정하기 위하여 고무 장착부(rubber mounting, 182 및 183)를 통하여 브래킷(158)에 액츄에이터(156)가 연결되는 것을 도 6에서 볼 수 있다.
바이어싱 디바이스의 일구조가 도 7에 도시되는데, 여기서 스프링(152')은 조정 휠(184')과 슬라이드 장착부(200) 사이에 배치되며, 슬라이드 장착부는 피벗식 유니트(148')와 통합된다. 정지개(stop, 202')의 플랜지(201)는 스프링(152')과 슬라이드 장착부(200) 사이에 있다. 정지개(202')의 다른 단부(203)는 슬라이드 장착부(200)의 운동을 제한하기 위하여 조정 휠(184')과 맞물린다. 이는 거리를 제한하는데, 이 거리는 도 8을 참조하여 설명될 간섭 잠금 위치로부터 스위치 휠(52, 도시 안됨)이 벗어나는 것을 방지하기 위하여 스위치 휠이 이동할 수 있는 거리이다. 샤프트(204)는 하우징(44)에 장착된다. 슬라이드 장착부(200)에 부하가 걸리지 않는 경우 고무 완충기(rubber shock absorber, 208)가 에너지를 흡수한다. 예를 들어 샤프트(204)에 고정되는 자석 부재(212)를 포함하는 그리고 슬라이드 장착부(200)에 장착되는 홀 효과 센서(214)를 포함하는 한 쌍의 센서가 제공된다. 스위치 휠(52)이 아암(140', 142')의 단부에 배치되고 스프링(152')이 부분적으로 압축되는 경우에, 자석 부재(212)와 홀 효과 센서(214)가 정렬될 것인데, 이는 스위치 휠(52)이 전개되고 강제적으로 가이드 레일의 스위치 표면과 맞물린다는 것을 나타낸다. 홀 효과 센서(172')가 스위치 휠(52)이 실제로 전개된다는 것을 나타낼 때 자석 부재(212)와 홀 효과 센서(214)가 정렬되지 않는다면, 스위치 휠(52) 중 어느 스위치 휠이 고장나거나, 손실되거나 또는 마모된다는 것을 시스템이 결정할 수 있다. 측면 가이드 휠(38)과 함께 회전할 수 있는 엔코더 휠(220)과 그리고 엔코더 센서(222)는 가이드 휠(38)의 위치 및 운동을 일정하게 감지하는데 사용되어, 전체 차량의 위치 및 운동을 감지한다.
전개 위치 또는 맞물림 위치에 있는 스위치 휠이 넣어진 위치 또는 중간 위치, 동일하게 문제가 되는 위치로 멀어지는 것을 방지하는 간섭 잠금(interference lock)이 도 8에 도시되는데, 가이드 레일(78)의 스위칭 표면(76)이 아크(232) 아래로 연장되는 확장 부분(230)을 구비하는 것을 볼 수 있는데, 아래로 회전하여 가이드 레일(78)을 잘 통과하도록 하고 실선으로 도시된 전개된 맞물린 위치로부터 점선으로 도시되는 넣어진 위치까지 이동되도록 하기 위하여 스위치 휠(64)의 내부 단부가 아크(232)를 거쳐 통과하여야 한다.
예를 들어 스위치 휠(64)과 같은 스위치 휠이 마모되고 고장나거나 또는 전반적으로 손실되고 센서(212 및 214)에 의하여 경보가 전송되는 경우조차도 차량이 수리를 위하여 라인으로부터 벗어날 수 있을 때까지 시스템이 여전히 안전하게 작동하도록, 스위치 메카니즘(34 및 36)이 구조화된다. 이는 도 9에 도시되어 있고, 여기서 원형 부분(234)을 가지도록 형상화되는 스핀들(62)을 볼 수 있는데, 이 원형 부분(234)은 휠이 완전하게 손실되고 샤프트(236)만 남는 경우조차도 가이드 레일(78)의 스위칭 표면(76)을 따라 접촉하고 슬라이딩하기에 적합하다.
본 발명에서 도시되는 두 개의 스위치 메카니즘을 사용하는 차량 내 스위치 시스템이 상기 언급된 출원에서 기술된 측면 서스펜션 시스템과 결합되는 경우, 항상 차량을 탄성 질량체(sprung mass)로서 정상 평행 상태 구조의 한 쌍의 가이드 레일 사이에서 안전하게 이동시킬 것인지 또는 통합되거나 분기되는 전이 상태의 분기 가이드 레일 사이에서 안전하게 이동시킬 것인지를 스위치 시스템이 제어한다. 이는 도 10 및 도 11에서 보다 명확해지는데, 도 10에는 비-스위치 영역(non-switch region)의 탄성 질량체(sprung mass)로서의 차량이 도시되어 있고, 이 비-스위치 영역에서는 가이드 레일(72 및 78)이 협소하여 이들 가이딩 표면 및 스위칭 표면이 근접하게 된다. 도 10 및 도 11에서는 명확함을 위하여 제한기 부재(82)를 생략하였다. 스위치 휠(64)이 전개되고 다른 스위치 휠(52)은 넣어지는 이러한 조건에서, 스프링(152 및 152')은 차량을 제어하는데 아무런 기여를 하지 않는다. 하지만, 이러한 조건에서 스프링(126 및 124)이 각각의 서스펜션 레일(74 및 80)에 대하여 측면 가이드 휠(38 및 40)에 힘을 가하여 도 10에서 벡터(250 및 252)로 도시된 두 개의 대향력을 제공하도록 한다. 도 11에서 차량이 진입하는 경우 스위치 영역 가이드 레일(72 및 78)이 확장되어, 각각의 스위치 표면(70, 76) 및 가이딩 표면(74, 80) 사이의 거리가 증가한다. 이러한 조건에서 측면 가이드 휠 중 어느 하나의 측면 가이드 휠(38)은 더 이상 그 가이딩 표면(74)에 대하여 힘을 가하지 않고, 휠(52)이 전개되지 않기 때문에, 스위치 휠(52)이 스위칭 표면(70)과 맞물리지 않는다. 이러한 조건에서 차량(12)은 가이드 레일(72)로부터 분리된다. 하지만, 스프링(124 및 126)이 여전히 차량의 측면 탄성 질량(264)을 제공하는데, 측면 탄성 질량은 벡터(263 및 263')로 도시된 바와 같이 측면 제한 링크(42)의 작용에 의해서만 구속된다. 하지만, 이와 동시에 측면 가이드 휠(40) 및 전개된 스위치 휠(64)이 스위칭 표면(26) 및 가이딩 표면(80)에 대하여 내측 벡터(262)와 외측 벡터(260)를 제공하는 스프링(52)에 의하여 내측으로 힘을 가하여, 가이드 레일(72)과 아무런 접촉이 없는 경우에도 가이드 레일(78)을 안전하게 잡고, 탄성 질량체로서의 차량(12)을 안전하게 다루게 된다.
본 발명의 고유 특성은 도면에 도시되고 다른 것에는 도시되지 않았으나, 이는 편의를 위한 것이고, 본 발명에 따라 어떠한 또는 다른 특징들과 결합될 수도 있다.
다른 실시예들은 당업자에게 생길 수 있고, 그리고 다음의 청구항 내에서 발생될 수 있다.

Claims (20)

  1. 가이드 차량 시스템(10)의 가이드웨이(14)를 따라 가이드 레일(72 또는 78)의 수렴 및 분기 지점에서 차량(12)을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 메카니즘(34 또는 36)으로서,
    지지 프레임(44 또는 56);
    피벗식 조립체(144, 148 또는 146, 150);
    인접 단부가 상기 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는 스위치 아암 조립체(46 또는 58);
    상기 스위치 아암 조립체(52 또는 64)의 이격 단부에서 회전 가능하게 장착되는 스위치 휠(52 또는 64);
    상기 스위치 휠(52 또는 64)이 상기 가이드 레일(72 또는 78)과 맞물리는 전개 위치와 상기 스위치 휠(52 또는 64)이 상기 가이드 레일(72 또는 78)에 자유로워지는 넣어진 위치 사이에서 상기 스위치 아암 조립체를 이동시키기 위한 액츄에이터(156);
    상기 지지 프레임(44 또는 56)과 상기 피벗식 조립체(144, 148 또는 146, 150) 사이에 상호 연결되고, 상기 차량(12)이 분기 지점에 도달할 때 상기 스위치 휠(52 또는 64)이 전개되는 경우 상기 가이드 레일(72 또는 78)에 대하여 상기 스위치 휠(52 또는 64)에 사전 부하를 가하기 위한 바이어싱 디바이스; 및
    상기 스위치 휠이 전개되는 경우 상기 스위치 휠과 대향되기 위한 상기 지지 프레임에 회전가능하게 장착하는 바이어싱 측면 가이드 휠(38 또는 40)을 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피벗식 조립체가 제 1 및 제 2 이격 피벗식 유니트(148 또는 150)를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피벗식 조립체가 제 1 및 제 2 피벗 아암을 포함하고, 상기 각각의 피벗 아암의 인접 단부는 상기 어느 하나의 피벗식 유니트에 연결되고, 상기 각각의 피벗 아암의 이격 단부는 스핀들 하우징에 연결되는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스핀들 하우징은 상기 스위치 휠을 회전 가능하게 지지하기 위한 샤프트를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스가 스프링 부재(152 또는 154)를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스가 상기 각각의 피벗식 유니트와 연계되는 스프링 부재를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 상기 피벗식 조립체에 장착되는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스가 상기 바이어싱 디바이스에 의하여 인가되는 힘을 변화시키기 위한 조정 부재(184 또는 186)를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피벗식 조립체의 피벗 축선이 상기 스위치 휠과 정렬되는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 상기 피벗식 조립체와 상기 스위치 아암 조립체 사이에 탄성적으로 상호 연결되는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 상기 피벗식 조립체에 탄성적으로 장착되는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 휠과 상기 가이드 레일 사이를 정렬하여 장착하기 위한 안티 롤 디바이스를 더 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스는, 상기 가이드 레일에 대한 상기 스위치 휠의 운동을 제한하고 상기 가이드 레일과 함께 기계적 간섭 잠금을 유지하는 제한기 부재(82)를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 피벗식 조립체가 상기 스위치 아암 조립체의 위치를 검출하기 위한 센서를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스는 상기 스위치 휠 및 상기 가이드 레일의 맞물림을 감지하기 위한 센서를 포함하는,
    차량 내 스위치 메카니즘.
  16. 가이드 차량 시스템의 가이드웨이를 따라 가이드 레일의 수렴 및 분기 지점에서 차량을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 시스템으로서,
    제 1 및 제 2 스위치 메카니즘을 포함하고, 상기 각각의 스위치 메카니즘이,
    지지 프레임;
    피벗식 조립체;
    인접 단부가 상기 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는 스위치 아암 조립체;
    상기 스위치 아암 조립체의 이격 단부에 회전 가능하게 장착되는 스위치 휠;
    상기 스위치 휠이 상기 가이드 레일과 맞물리는 전개된 위치와 상기 스위치 휠이 상기 가이드 레일에 자유로워지는 넣어지는 위치 사이에서 상기 스위치 아암 조립체를 이동시키기 위한 액츄에이터;
    상기 지지 프레임과 상기 피벗식 조립체 사이에서 상호 연결되고, 상기 차량이 분기 지점에 접근할 때 상기 스위치 휠이 전개되는 경우 상기 가이드 레일에 대하여 상기 스위치 휠에 사전 부하를 가하기 위한 바이어싱 디바이스; 및
    상기 스위치 휠이 전개되는 경우 상기 스위치 휠과 대향되기 위한 상기 지지 프레임에 회전가능하게 장착하는 바이어싱 측면 가이드 휠을 포함하는,
    차량 내 스위치 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 피벗식 조립체들 사이에서 상호 연결되어, 하나의 스위치 휠이 넣어지는 반면, 다른 스위치 휠이 전개되도록 구속하기 위한 제한기 링크를 포함하는,
    차량 내 스위치 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 바이어싱 디바이스는, 상기 가이드 레일에 대한 상기 스위치 휠의 운동을 제한하고 상기 가이드 레일과 함께 기계적 간섭 잠금을 유지하는 제한기 부재(82)를 포함하는,
    차량 내 스위치 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 가이드 레일과 맞물리도록 하기 위한 제 1 및 제 2 측면 가이드 휠과 바이어싱 시스템을 포함하는 측면 서스펜션 시스템을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면 가이드 휠은 상기 각각의 지지 프레임에 회전 가능하게 장착되며, 상기 바이어싱 시스템은 상기 지지 프레임과 상호 연결되고 상기 제 1 및 제 2 측면 가이드 휠이 상기 가이드 레일에 맞물리는 경우 상기 스위치 휠에 반대로 상기 가이드 레일에 대하여 상기 측면 가이드 휠을 바이어싱하기 위한 바이어싱 시스템인,
    차량 내 스위치 시스템.
  20. 가이드 차량 시스템의 가이드웨이를 따라 가이드 레일의 수렴 및 분기 지점에서 차량을 가이드하기 위한 차량 내 스위치 시스템으로서,
    상기 스위치 메카니즘이,
    지지 프레임;
    제 1 및 제 2 피벗식 조립체;
    제 1 및 제 2 스위치 아암 조립체로서, 상기 제 1 스위치 아암 조립체는 그 인접 단부에서 상기 제 1 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되고, 상기 제 2 스위치 아암 조립체는 그 인접 단부에서 상기 제 2 피벗식 조립체에 피벗식으로 장착되는, 제 1 및 제 2 스위치 아암 조립체;
    제 1 및 제 2 스위치 휠로서, 상기 제 1 스위치 휠은 상기 제 1 스위치 아암 조립체의 이격 단부에 회전 가능하게 장착되고, 상기 제 2 스위치 휠은 상기 제 2 스위치 아암 조립체의 이격 단부에 장착되는, 제 1 및 제 2 스위치 휠;
    제 1 및 제 2 액츄에이터로서, 상기 제 1 스위치 휠이 상기 가이드 레일과 맞물리는 전개된 위치와 상기 제 2 스위치 휠이 상기 가이드 레일에 자유로워지는 넣어지는 위치 사이에서 상기 제 1 및 제 2 스위치 아암 조립체를 이동시키기 위한, 제 1 및 제 2 액츄에이터;
    제 1 및 제 2 바이어싱 디바이스로서, 상기 지지 프레임과 상기 제 1 및 제 2 피벗식 조립체 사이에서 상호 연결되고, 상기 차량이 분기 지점에 접근할 때 상기 스위치 휠이 전개되는 경우 상기 가이드 레일에 대하여 상기 스위치 휠에 사전 부하를 가하기 위한 제 1 및 제 2 바이어싱 디바이스;
    상기 스위치 휠이 전개될 때 상기 스위치 휠과 대향되기 위한 상기 지지 프레임에 회전가능하게 장착하는 제 1 및 제 2 바이어싱 측면 가이드 휠; 및
    상기 제 1 및 제 2 바이어싱 측면 가이드 휠 사이의 측면 제한 링크를 포함하는,
    차량 내 스위치 시스템.
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