KR100705001B1

KR100705001B1 - 자기부상열차의 레일 교환장치

Info

Publication number: KR100705001B1
Application number: KR1020050082901A
Authority: KR
Inventors: 이용범; 성백주
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-04-09
Anticipated expiration: 2025-09-06
Also published as: KR20070027385A

Abstract

본 발명은 자기부상열차의 레일 교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차의 주행방향에 해당하는 레일 결합체를 상,하로 승강시킴으로써 설치면적을 줄일 수 있는 자기부상열차의 레일 교환장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자기부상열차의 레일 교환장치는 주행필요 조건에 따라 주 레일을 통해 인입되는 열차의 진행방향을 주 레일에 대하여 동일 방향으로 설치된 분기 직선레일 또는 상기 주 레일의 다른 방향으로 설치된 분기 곡선레일로 교환하는 레일 교환장치에 있어서, 상기 레일 교환장치는 상기 주 레일로부터 상기 분기 직선레일과 분기 곡선레일이 일정 간격으로 이격되어 형성된 공간부에 각각 구비되어 상기 주 레일과 상기 분기 직선레일을 연결하거나 상기 주 레일과 분기 곡선레일을 연결하는 레일 결합체와, 상기 레일 결합체의 하부에 구비되어 주행방향의 해당 레일 결합체를 승강시키는 승강수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

자기부상열차, 레일, 레일 결합체, 승강수단

Description

자기부상열차의 레일 교환장치{Rail exchange device of magnetic levitation train}

도 1은 일반적인 자기부상열차의 구조를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 A부 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 승강수단의 상승시 작동상태를 나타낸 작동도.

도 4는 본 발명에 따른 승강수단의 하강시 작동상태를 나타낸 작동도.

도 5는 본 발명의 자기부상열차의 레일 교환장치의 사용에 따른 레일의 상태를 설명하기 위한 것으로,

도 5a는 열차의 직선주행시 레일의 상태를 나타낸 도면이고,

도 5b는 열차의 곡선주행시 레일의 상태를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 승강수단의 다른 실시예를 나타낸 것으로,

도 6a는 승강수단의 상승된 상태를 나타낸 도면이고,

도 6b는 승강수단의 하강된 상태를 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8은 종래의 레일 교환장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주 레일

2 : 분기 직선레일

21 : 공간부

3 : 분기 곡선레일

31 : 공간부

4 : 레일 교환장치

41 : 레일 결합체

42 : 승강수단

421 : 케이스 관, 422 : 내부공간, 423 : 실린더 본체, 424 : 피스톤, 425 : 레일 받침대, 426 : 나선축, 427 : 모터, 428 : 이동체

일반적으로 자기부상열차의 레일 교환장치라 함은 자기부상열차를 원하는 궤도에 진입할 수 있도록 레일의 위치를 변경하는 경우에 사용하는 것이다.

이에 도 7 및 도 8은 종래의 레일 교환장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 자기부상열차의 레일 교환장치는 자기부상열차(이하,‘열차’라 한다.)의 주행방향에 해당되는 레일을 교환하는 것으로, 주 레일(1) 로부터 이격되어 공간부(도시하지 않음)가 형성되며 상기 주 레일(1)의 동일 방향으로 구비되는 분기 직선레일(2)과, 상기 주 레일(1)로부터 이격되어 공간부가 형성되며 주 레일(1)의 다른 방향에 구비되는 분기 곡선레일(3)로 구성되는 레일에 있어서, 주 레일(1)로부터 이격되는 분기 직선레일(2)과 분기 곡선레일(3)의 공간부에 좌,우측으로 이동이 가능하게 구비되는 베이스(7)와, 상기 베이스(7)의 상부에 구비되며 상기 주 레일(1)로부터 상기 분기 직선레일(2)과 연결되는 부분 직선레일(81)과 상기 주 레일(1)로부터 상기 분기 곡선레일(3)과 연결되는 부분 곡선레일(82)로 이루어진 연결레일(8)과, 상기 주행방향에 해당되는 연결레일(8)을 교환하도록 상기 베이스(7)를 이송시키는 이송수단(9)으로 구성되는 것이다.

따라서 상기 이송수단을 작동시켜 상기 베이스를 수평 이동시키게 되면 분기 곡선레일의 궤도를 연결하거나 분기 직선레일의 궤도를 연결함에 따라서 열차의 진행방향이 결정되는 것이다.

그러므로 상기 분기 곡선레일로 들어가는 부분 곡선레일을 연결하게 되면 열차는 분기 곡선레일의 궤도로 진입하게 되고 부분 직선레일이 분리됨으로써 열차의 분기 직선레일 진입이 차단되는 것이다.

반대로 분기 직선레일로 들어가는 부분 직선레일을 연결하게 되면 분기 직선레일의 궤도로 진입하게 되고 부분 곡선레일이 분리됨으로써 열차의 분기 곡선레일 진입이 차단되는 것이다.

따라서 상기 이송수단의 작동에 의해 베이스가 좌,우측으로 이송되어 주행방향에 해당하는 연결레일의 교환이 이루어짐으로써 열차의 진로를 변경할 수 있는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 레일 교환장치는 연결레일이 구비된 베이스의 동일한 면에 이송수단이 구비됨으로써 설치면적을 많이 차지하게 될 뿐만아니라, 레일 교환장치의 전체를 이송시켜야 하므로 이송에 따른 동력의 소요가 많았다.

또한 수평 이동거리가 길기 때문에 레일 교환장치의 이송시간이 많이 소요되어 열차의 배차시간이 길어지는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 발명된 것으로, 열차의 주행방향에 해당하는 레일 결합체를 상,하로 승강시킴으로써 설치면적을 줄일 수 있는 자기부상열차의 레일 교환장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 레일 결합체를 상,하로 승강시킴으로써 이송거리가 짧기 때문에 이송시간을 단축시킬 수 있는 자기부상열차의 레일 교환장치를 제공하는 목적도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 자기부상열차의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 A부 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 승강수단의 상승시 작동상태를 나타낸 작동도이고, 도 4는 본 발명에 따른 승강수단의 하강시 작동상태를 나타낸 작동도이며, 도 5는 본 발명의 자기부상열차의 레일 교환장치의 사용에 따른 레일의 상태를 설명하기 위한 것으로, 도 5a는 열차의 직선주행시 레일의 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 열차의 곡선주행시 레일의 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자기부상열차의 레일 교환장치는 주행필요 조건에 따라 주 레일(1)을 통해 인입되는 열차의 진행방향을 주 레일(1)에 대하여 동일 방향으로 설치된 분기 직선레일(2) 또는 상기 주 레일(1)의 다른 방향으로 설치된 분기 곡선레일(3)로 교환하는 레일 교환장치에 있어서, 상기 레일 교환장치(4)는 상기 주 레일(1)로부터 상기 분기 직선레일(2)과 분기 곡선레일(3)이 일정 간격으로 이격되어 형성된 공간부(21,31)에 각각 구비되어 상기 주 레일(1)과 상기 분기 직선레일(2)을 연결하거나 상기 주 레일(1)과 분기 곡선레일(3)을 연결하는 레일 결합체(41)와, 상기 레일 결합체(41)의 하부에 구비되어 주행방향의 해당 레일 결합체(41)를 승강시키는 승강수단(42)으로 구성됨을 특징으로 한다.

특히 상기 승강수단(42)은 노반의 상부에 구비되며 중앙에 내부공간(422)이 형성되어 있는 케이스 관(421)과, 상기 내부공간(422)에 구비되어 유체가 공급 배출되는 실린더 본체(423)와, 상기 실린더 본체(423)의 내부에 구비되어 유체의 공급과 배출을 통해 상,하로 승강되는 피스톤(424)과, 상기 레일 결합체(41)를 지지하며 상기 피스톤(424)의 상부에 연결되어 연동 승강되는 레일 받침대(425)로 구성된다.

즉 열차의 주행방향에 따라 해당 레일로 진입하기 위해서는 레일의 방향을 전환하기 위한 자기부상열차의 레일 교환장치가 사용되는 것이다.

따라서 직선이나 곡선방향으로 서로 분기되는 레일의 공간부(21,31)에는 해당 주행방향의 레일 결합체(41)를 승강수단(42)을 통해 위치시키는 것이다.

그러므로 해당 주행방향의 공간부(21,31)에 레일 결합체(41)를 연결함으로써 레일로부터 열차가 부상되어 열차의 주행이 가능하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 레일 결합체(41)와 레일 결합체(41)의 하부에 구비된 승강수단(42)을 통해 상기 레일 결합체(41)를 상,하로 승강시킴으로써 자기부상열차의 레일 교환장치의 설치면적을 줄일 수 있으며, 상기 레일 결합체(41)의 이송거리가 짧기 때문에 이송시간을 단축시킬 수 있는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자기부상열차의 레일 교환장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 열차가 직선주행을 하거나 곡선주행을 하기 위해서는 주 레일(1)과 분기 직선레일(2) 또는 분기 곡선레일(3)사이에 형성된 공간부(21,31)에 구비되는 레일 결합체(41)의 승강을 통해 해당 주행방향으로 열차가 진입할 수 있는 것이다.

즉 레일 결합체(41)의 하부에 구비된 승강수단(42)을 통해 해당 주행방향의 레일 결합체(41)를 승강시켜 주는 것이다.

따라서 승강수단(42)이 상승하게 되면, 먼저 실린더 본체(423)의 내부에서 공급되는 유압에 의해 피스톤(424)이 상부로 상승하게 된다. 그리고 피스톤(424)이 상승하면서 피스톤(424)의 상부에 연결된 레일 받침대(425)도 연동 상승되는 것이다.

그러므로 레일 받침대(425)가 상승되면서 레일 받침대(425)에 의해 지지되는 해당 주행방향의 레일 결합체(41)가 상승되어 해당 공간부(21,31)에 위치하게 됨으 로써 열차가 레일에 대해 부상하여 주행할 수 있는 것이다.

반대로, 승강수단(42)이 하강하게 되면, 실린더 본체(423)의 내부에 있던 유압이 배출되면서 피스톤(424)이 하부로 하강하게 된다. 그리고 피스톤(424)이 하강하면서 피스톤(424)의 상부에 연결된 레일 받침대(425)도 연동 하강되는 것이다.

그러므로 레일 받침대(425)가 하강되면서 레일 받침대(425)에 의해 지지되는 해당 주행방향의 레일 결합체(41)도 하강하게 됨으로써 열차가 주행할 수 없는 것이다.

이하, 본 발명의 작동관계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 먼저, 열차가 직선주행을 하는 경우에는, 주 레일(1)과 분기 직선레일(2)의 사이에 형성된 공간부(21)에 레일 결합체(41)가 승강수단(42)을 통해 상승된다. 즉 직선주행의 신호가 전달되면 승강수단(42)에 공급되는 유압에 의해 직선주행 방향의 레일 결합체(41)가 상승되면서 공간부(21)에 위치하게 되고, 반대로 상기 주 레일(1)과 분기 곡선레일(3) 사이에 형성된 공간부(31)에 구비되는 레일 결합체(41)는 승강수단(42)에 공급된 유압이 제거됨으로서 하강하게 된다. 이러한 승강수단(42)의 상승과 하강은 유압펌프 및 유압탱크와 승강수단(42) 사이에 방향제어밸브가 설치됨으로서 방향제어밸브의 작동에 의해 유압펌프로부터 승강수단(42)에 공급되는 유압과 승강수단(42)으로부터 유압탱크에 제거되는 유압이 동시에 이루어지기 때문에 가능한 것으로서, 이는 이 분야에서 이미 널리 공지된 기술이므로 구체적인 구성회로와 작동에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 주 레일(1)과 분기 직선레일(2)은 직선주행 방향의 레일 결합체(41)의 상승에 의해서 서로 연결되고 상기 주 레일(1)과 분기 곡선레일(3)의 사이에 형성된 공간부(31)에 구비된 레일 결합체(41)는 하강하게 되어, 열차가 주 레일(1)로 진입하여 분기 직선레일(2)을 통과함으로써 직선주행을 하게 되고 선형전동기 코일(5) 및 부상높이를 계측하는 갭 센서(6)가 통과할 수 있는 공간을 확보함으로써 열차가 레일에 대해 부상되어 주행할 수 있게 되는 것이다.
반대로, 열차가 곡선주행을 하는 경우에는 앞에서 설명한 직선주행과는 반대로 곡선주행의 신호가 전달되면 주 레일(1)과 분기 곡선레일(3) 사이에 형성된 공간부(31)에 레일 결합체(41)가 승강수단(42)에 공급되는 유압에 의해 승강수단(42)이 상승됨으로써 상승되고, 주 레일(1)과 분기 직선레일(2) 사이의 레일 결합체(41)는 승강수단(42)에 의해 공급된 유압이 제거됨으로서 하강하게 된다. 이러한 승강수단(42)의 상승과 하강은 상술한 방향제어밸브와 유압펌프 및 유압탱크의 작동과 유사하며 단지 방향제어밸브에 의하여 유압회로가 직선주행때와는 반대로 연결되면 되는 것으로 이는 방향제어밸브의 특징으로서 상술한 바와 같이 이미 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 승강수단의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 6a는 승강수단의 상승된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6b는 승강수단의 하강된 상태를 나타낸 도면이다.

삭제

도시된 바와 같이 상기 승강수단(42)은 노반의 상부에 구비되며 중앙에 내부공간(422)이 형성되어 있는 케이스 관(421)과, 상기 케이스 관(421)의 내부에 모터(427)를 통해 회전되게 구비된 나선축(426)과, 상기 나선축(426)에 장착되어 나선축(426)의 회전을 통해 승강되는 이동체(428) 및 상기 레일 결합체(41)를 지지하며 상기 이동체(428)와 연결되어 연동 승강되는 레일 받침대(425)로 구성된다.

따라서 상기 레일 결합체(41)와 레일 결합체(41)의 하부에 구비된 승강수단(42)을 통해 상기 레일 결합체(41)를 상,하로 승강시킴으로써 자기부상열차의 레일 교환장치의 설치면적을 줄일 수 있으며, 상기 레일 결합체(41)의 이송거리가 짧기 때문에 이송시간을 단축시킬 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기부상열차의 레일 교환장치는 열차의 주행방향에 해당하는 레일 결합체를 상,하로 승강시킴으로써 설치면적을 줄일 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한 레일 결합체를 상,하로 승강시킴으로써 이송거리가 짧기 때문에 이송시 간을 단축시킬 수 있는 효과도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims

주행필요 조건에 따라 주 레일(1)을 통해 인입되는 열차의 진행방향을 주 레일(1)에 대하여 동일 방향으로 설치된 분기 직선레일(2) 또는 상기 주 레일(1)의 다른 방향으로 설치된 분기 곡선레일(3)로 교환하는 레일 교환장치에 있어서,

상기 레일 교환장치(4)는,

상기 주 레일(1)로부터 상기 분기 직선레일(2)과 분기 곡선레일(3)이 일정 간격으로 이격되어 형성된 공간부(21,31)에 각각 구비되어 상기 주 레일(1)과 상기 분기 직선레일(2)을 연결하거나 상기 주 레일(1)과 분기 곡선레일(3)을 연결하는 레일 결합체(41)와,

상기 레일 결합체(41)의 하부에 구비되어 주행방향의 해당 레일 결합체(41)를 승강시키는 승강수단(42)으로 구성됨을 특징으로 하는 자기부상열차의 레일 교환장치.
제 1항에 있어서, 상기 승강수단(42)은,

노반의 상부에 구비되며 중앙에 내부공간(422)이 형성되어 있는 케이스 관(421)과,

상기 내부공간(422)에 구비되어 유체가 공급 배출되는 실린더 본체(423)와,

상기 실린더 본체(423)의 내부에 구비되어 유체의 공급과 배출을 통해 상,하로 승강되는 피스톤(424)과,

상기 레일 결합체(41)를 지지하며 상기 피스톤(424)의 상부에 연결되어 연동 승강되는 레일 받침대(425)로 구성됨을 특징으로 하는 자기부상열차의 레일 교환장치.
제 1항에 있어서, 상기 승강수단(42)은,

노반의 상부에 구비되며 중앙에 내부공간(422)이 형성되어 있는 케이스 관(421)과,

상기 케이스 관(421)의 내부에 모터(427)를 통해 회전되게 구비된 나선축(426)과,

상기 나선축(426)에 장착되어 나선축(426)의 회전을 통해 승강되는 이동체(428) 및 상기 레일 결합체(41)를 지지하며 상기 이동체(428)와 연결되어 연동 승강되는 레일 받침대(425)로 구성됨을 특징으로 하는 자기부상열차의 레일 교환장치.