KR100754802B1 - 모노레일 시스템 - Google Patents

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KR100754802B1
KR100754802B1 KR1020017005666A KR20017005666A KR100754802B1 KR 100754802 B1 KR100754802 B1 KR 100754802B1 KR 1020017005666 A KR1020017005666 A KR 1020017005666A KR 20017005666 A KR20017005666 A KR 20017005666A KR 100754802 B1 KR100754802 B1 KR 100754802B1
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에이너 스벤슨
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에이너 스벤슨
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Abstract

본 발명에 의한 승객 및 경화차용 모노레일 시스템은 헤드부(24)를 지지하는 수직 웨브부(22)를 가지는 스테빌라이저 가이드 레일(18)과 기본적으로 편평한 상부면(12)을 구비한 지지체 구조물(14)을 제공한다. 헤드(24)는 웨브부(22)에 고정된 도체가 차량(30)에 고정된 전류 컬렉터(78)을 통해 차량(30)에 전류를 전달하는 동안 상기 상부면(12)을 따라 안내된다. 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 일부는 복수의 트랙 사이에 차량(30)을 절환하기 위한 단순한 저가의 장치로 융통성 있게 공급될 수 있다. 시스템은 전기-기계식, 자기 부양 장치 또는 선형 전기 모터를 포함하는 서스펜션 시스템과 다양한 차량 추진력으로 양호하게 작동된다. 양호한 실시예에서,지지 구조체의 상부면(12)의 폭은 차량(30) 폭의 거의 절반이며, 도체(76)를 가지는 측면에 대향하는 웨브부(22)의 측면은 차량(30)에 고정된 통신 커넥터(92)를 통해 차량(30)에 명령 신호를 전달하는 제어 도관(90)을 포함한다.
스테빌라이저, 주행 궤도, 절환 장치, 가이드 레일, 구동 휠

Description

모노레일 시스템{MONORAIL SYSTEM}
본 출원은 1998년 12월 7일자 미국 특허출원 제09/206,792호 및 1998년 11월 6일자 미국 가특허출원 제60/107,485호를 우선권 주장한 출원이다.
본 발명은 차량을 포함하는 개선된 모노레일 객차 및 경화차 시스템과 이러한 시스템에 사용하기 위한 개선된 레일에 관한 것이다.
모노레일 등의 레일식 차량 시스템은 특히 도로가 교통 체증으로 인해 복잡한 번화가의 도심 환경에서 여러 장점을 가지며, 버스 등의 전통적인 대량 수송 형태는 현존 교통 수단과 공간면에서 경쟁해야 한다. 예를 들어, 전용 상부 가이드 웨이 차량 시스템은 도심 거리 위에서 작동하고, 따라서 교통 체증으로부터 자유롭다. 이는 도시에서의 사람들의 이동을 위한 빠르고 편리한 방법을 제공하며, 교통 체증으로부터 벗어나도록 실제로 도와주고 있다.
그러나, 현존 상부 레일식 차량 시스템은 세계적으로 폭넓게 받아들여지지 못하게 하는 몇몇 문제점을 갖고 있다. 첫째, 가이드 웨이를 상부에 위치시키는 데 사용된 공지의 지지 구조물이 무겁고 과도하게 크기 때문에 이를 제작하여 설치하는 데 많은 비용이 소요된다. 이러한 구조물은 중앙 제조 설비에서 미리 제작하여 이들이 최종적으로 설치될 장소까지 수송하는 것이 어렵다. 따라서, 지지 구조물은 이들이 사용될 장소에서 직접 개별적으로 제작되어야 한다. 이러한 구조물을 제작하는 시간 및 비용은 상부 레일 시스템의 비용을 과도하게 하는 주된 원인이다. 또한, 개개의 지지 구조물 제작 장소에서의 기후, 온도 및 환경의 변화와 각 장소로 계속해서 제작 설비를 이동시키고 설치하는 것과 관련된 여러 문제로 인해서, 각각의 제작된 지지 구조물의 품질 및 균일성을 효과적으로 제어하기 어렵다.
또한, 공지의 가이드 레일 및 주행 궤도에는 눈 및 얼음이 쌓이기 쉬운데, 이는 차량 작동에 나쁜 영향을 미치게 된다. 마찬가지로, 공지의 보기(bogie), 차량 프레임, 가이드 레일 및 레일 절환 장치 등도 복잡하고 제조 비용이 많이 소요된다.
따라서, 균일성을 갖고 필요한 장소 이외의 장소에서 미리 경제적으로 제작되어서 설치 장소로 쉽게 이동시킬 수 있고, 개선된 스테빌라이저 레일 및 보기 구조를 제공하고, 개선된 절환 장치를 제공하고, 레일과 차량 및 차량 부품에 있어서 개선된 구조적 형상과 설계 및 재료를 제공할 수 있는 레일식 차량 시스템에 대한 필요성이 여전히 존재하고 있다.
본 발명의 목적은 상기 필요성을 만족시키기 위한 것이다. 본 발명은 다음의 개선점 중 하나 이상을 갖는 모노레일 시스템을 포함한다.
1. 경량이고 경제성이 있고 낮은 비용으로 제작할 수 있는 객차 및 경화차용 모노레일 수송 시스템,
2. 차량을 추진시키기 위한 것으로 전기-기계식 추진 및 서스펜션 시스템, 자기 부양 시스템 또는 선형 전기 모터 시스템을 갖는 독립적인 보기를 구비한 차량과 연통되는 낮은 프로파일 스테빌라이저 가이드 레일을 갖춘 모노레일 시스템,
3. 개선된 직접-구동식 추진 시스템을 구비한 모노레일 시스템,
4. 스테빌라이저 가이드 레일 상에 장착되어 이에 평행하게 주행하는 적어도 하나의 종방향 도체와, 스테빌라이저 가이드 레일 내에 수용되어 이를 통해서 상기 종방향 도체에 이르기까지 연장되는 적어도 하나의 전기 케이블을 갖춘 모노레일 시스템,
5. 도체를 통해서 전기 정보를 모노레일 시스템의 차량 내에 수용하기 위한 수단을 제공하는 모노레일 시스템,
6. 가열된 가이드 및/또는 스테빌라이저 레일을 갖는 모노레일 시스템,
7. 시스템의 작동 및 제작을 용이하게 하기 위하여 개선된 주행 궤도, 가이드 레일 및 보기 구성을 갖는 모노레일 시스템,
8. 교번식 구동 휠 구성을 갖는 모노레일 시스템,
9. 개선된 하드웨어 및 재료를 갖는 모노레일 시스템,
10. 개선된 안전성을 갖는 모노레일 시스템,
11. 2개 이상의 가이드 웨이 사이에서의 절환을 위한 개선된 절환 장치를 갖는 모노레일 시스템.
따라서, 본 발명은 a) 기본적으로 편평한 상부면을 갖는 지지 수단과, b) 2개의 스테빌라이저 가이드 트랙을 형성하는 헤드부를 지지하는 수직 웨브를 갖고, 편평한 상부면의 상부에 대해 평행하게 그 위에 장착되어 상기 편평한 상부면을 2개의 평행한 차량 주행 궤도로 분할하는 종방향 스테빌라이저 가이드 레일과, c) 상기 차량 주행 궤도에 연통된 적어도 2개의 독립적인 보기와 차체를 갖춘 적어도 하나의 추진식 차량과, d) 차량에 설치된 직접 구동 추진 시스템을 포함하며, 상기 스테빌라이저 가이드 레일 및 보기들은 차체와 보기들 사이의 피봇점을 중심으로 독립적으로 회전할 수 있도록 된, 기본적으로 편평한 상부면을 구비한 개선된 모노레일 시스템을 제공한다.
개선된 차량, 보기, 레일 및 지지 구조물과 구조가 또한 제시된다.
신규한 것으로 여겨지는 본 발명의 특징은, 특히 첨부된 청구범위에서 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 그 목적 및 장점과 함께 첨부 도면과 관련된 이후의 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 것이다.
도1은 주행하는 차량을 포함하는 본 발명에 의해 구성되는 전형적인 모노레일 시스템의 측단면도이다.
도2는 휠 차량이 주행하는 상태인 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드 레일의 개략 부분 단면 단부도이다.
도3은 대안의 휠 차량이 주행하는 상태인 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드 레일의 개략 평단면도이다.
도4는 제어 도관과 절연 접촉 레일을 자세히 도시하는 편평한 상부면과 스테빌라이저 가이드 레일의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도5는 본 발명의 양호한 실시예의 이중 전류 컬렉터의 상부 평면도이다.
도6은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 가이드 웨이 유도식 통신 컬렉터의 부분 개략도이다.
도7은 자기 부양하여 추진되는 차량이 주행하는 상태의 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드 레일의 부분 개략 단면 단부도이다.
도8은 선형 전기 모터 추진식 차량이 주행하는 상태의 편평한 상부면과 스테빌라이저 가이드 레일의 부분 개략 단면 단부도이다.
도9는 절환 위치에 도시된 가요성 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하는 본 발명에 의해 제조된 절환 장치의 일실시예의 평면도이다.
도10은 도9의 선10-10을 따라 취한 크랭크 모터와 레버 아암 조립체를 갖는 절환 장치의 실시예의 단부 단면도이다.
도11은 도9의 선11-11을 따라 취한 크랭크 모터와 레버 아암 조립체를 갖는 절환 장치의 실시예의 측단면도이다.
도12는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 편평한 상부면, 스테빌라이저 가이드 레일 및 가이드 휠 장치의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도13은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 편평한 상부면, 스테빌라이저 가이드 레일 및 가이드 휠 장치의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도14는 본 발명의 양호한 실시예에 의해 휠 차량이 가이드 휠 서스펜션 시스템을 갖는 상태의 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드의 부분 개략 단면 단부도이다.
도15는 도14의 서스펜션 시스템의 부분 개략 평단면도이다.
도16은 본 발명의 대안의 양호한 실시예에 의한 원형 휠 보기의 부분 개략 평단면도이다.
도17은 스테빌라이저 가이드 레일 상에서의 가능 배향을 도시하는 도16의 원형 휠 보기의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도18은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 교차 브레이스가 없는 원형 휠 보기의 부분 개략 평단면도이다.
도19는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 구동 기어와 모터의 가능 배향을 도시하고 교차 브레이스를 갖는 원형 휠 보기의 부분 개략 평단면도이다.
도20은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 구동 기어와 모터의 가능 배향을 도시하는 대안의 구동 시스템의 부분 개략 평단면도이다.
도21은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 쿠션 서스펜션 및 차량 자동 레벨링 장치의 부분 평면도이다.
도22는 도21의 선22-22를 따라 취한 쿠션 서스펜션 및 차량 자동 레벨링 장치의 부분 단면도이다.
도23은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 구동 휠의 휠 허브에 내장된 소형의 모터-기어-브레이크 조립체의 확대된 부분 개략 평면도이다.
도24는 도23의 모터-기어-브레이크 조립체를 수용하는 보기 조립체의 확대된 부분 개략 평면도이다.
도25는 제어 도관 및 절연 접촉 레일을 위한 가능 대체 위치를 도시하는 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드 레일의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도26은 제어 도관 및 절연 접촉 레일을 위한 부가적인 가능 대체 위치를 도시하는 편평한 상부면 및 스테빌라이저 가이드 레일의 확대된 부분 개략 단면 단부도이다.
도27a는 항공기용 알루미늄으로 프레임된 단일 차량과 낮은 플로어(low floor)를 구비한 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량의 측면도이다.
도27b는 도27a의 차량의 평면도이다.
도28a는 각각의 객차가 항공기용 알루미늄으로 프레임되고 높은 플로어(high floor)를 구비하는 3개의 객차가 일렬로 정렬된 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량의 측면도이다.
도28b는 도28a의 차량의 평면도이다.
도29a는 각각의 객차가 복합 재료로 구성되고 높은 플로어를 구비하는 3개의 객차가 일렬로 정렬된 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량의 측면도이다.
도29b는 도29a의 차량의 평면도이다.
도30은 승객 및 모노 레일부의 가능 배향을 도시하고 도29b의 선 30-30을 따라 취한 확대된 단면도이다.
도31a는 낮은 외관을 구비하고 6명의 승객과 1개의 휠체어를 앉히도록 구성된 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량의 측면도이다.
도31b는 도31a의 차량의 평면도이다.
도32는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 가이드 레일 상에서의 가능 배향을 도시하는 비상 가이드 휠 조립체의 개략적 확대 부분 단면 단부도이다.
도33은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량 탑재 절환 장치 조립체의 부분 측면도이다.
도34는 도33의 절환 장치 조립체의 개략적 단면도이다.
도35는 도33의 절환 장치 조립체의 평면도이다.
도36은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 탑재된 차량 절환 장치와 상호 작용하는 가능한 오프-라인 정류장의 개략적 평면도이다.
도37은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 양호한 대체 차량 절환 장치이다.
본 발명의 몇가지 실시예에 따른 지지 구조부, 주행 궤도, 가이드 레일, 레일 차량 및 적어도 2개의 주행 궤도 사이의 레일 차량을 절환시키는 장치를 포함하는 모노레일 시스템이 도1 내지 도37에 도시된다.
A. 일반적 제조 및 조립체
명세서를 과도하게 늘리지 않고 포괄적인 개시를 제공하기 위해, 본 명세서는 스벤슨(Svensson)에게 1973년 1월 16일에 허여된 미국특허 제3,710,727호; 1998년 12월 8일에 허여된 미국 특허 제5,845,581호; 1998년 11월 6일에 출원된 미국 가특허출원 제60/107,485호; 및 1998년 12월 7일에 출원된 미국 특허 제09/206,792호를 참조 문헌으로 인용한다. 이러한 참조 문헌은 구조, 가이드 웨이의 설치 및 사용, 레일 차량, 절환 장치와 같은 것을 보다 상세히 제공한다. 특정 부품에 대한 구체적인 개선예는 아래와 같다. 아래에서 구체적으로 확인되지 않는다면, 동일한 번호의 요소의 인용 번호는 참조 문헌에서 확인된다.
도1을 참조하면, 본 발명의 모노레일 시스템은 편평한 상부면(12)과 그 위에서 주행하는 하나 이상의 차량(30)을 포함한다. 편평한 상부면(12)은 콘크리트 슬라브 또는 보다 양호하게는 종방향 비임(14)의 상부일 수도 있다. 콘크리트 슬라브 또는 종방향의 비임(14)은 단일의 연속 슬라브 또는 비임이거나 복수의 슬라브 또는 종래의 수단으로 단부들이 상호 연결된 (미도시된) 종방향의 비임 섹션으로 제작될 수도 있다. 단면에서의 종방향의 비임(14)은 역전된 Ц자형, 또는 중공 직사각 또는 사다리꼴, 또는 편평한 상부면(12)을 제공하는 임의의 다른 중공형일 수도 있다. 본 발명은 지상에서 터널 또는 지하철 세팅, 또는 종래의 기술을 사용하여 지지 컬럼에 의해서 또는 미국 특허 제3,710,727호에 개시된 것과 같이 지지되어 지면 위의 상승된 비임 웨이에서 사용되도록 구성될 수도 있다.
스테빌라이저 가이드 레일(18)이 편평한 상부면(12)의 상부에 평행하게 장착된다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 스테빌라이저 가이드 레일(18)은 상기 편평한 상부면(12)을 2개의 평행한 차량 주행 궤도(20)로 나눈다. 후술되는 바와 같이 스테빌라이저 가이드 레일(18)을 하나의 편평한 상부면(12)으로부터 다른 편평한 상부면(12)으로 이동시키기 위해 스테빌라이저 가이드 레일(18)이 가요성 재료로 제작되어야 하는 지역을 제외하고, 스테빌라이저 가이드 레일(18)은 강성 재료 또는 가요성 재료로 제작될 수도 있다. 따라서, 스테빌라이저 가이드 레일(18)은 콘크리트, 강철, 알루미늄, 강화된 유리섬유, 경질 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 제작될 수도 있다. 스테빌라이저 가이드 레일(18)이 콘크리트로 제작된다면, 후속하여 기술되는 바와 같이 차량의 운행으로 기인한 마모 또는 균열을 감소시키기 위해 금속 또는 (미도시된) 경질 비금속 캡이 그 헤드부에 끼워 맞춤될 수도 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 스테빌라이저 가이드 레일(18)은 2개의 스테빌라이저 가이드 트랙(26)을 형성하는 상향 및 외향 연장하는 헤드부(24)를 지지하는 수직 웨브(22)를 포함한다. 수직 웨브(22) 및 헤드부(24)는 도2에 도시된 바와 같은 중공 또는 도4에 도시된 바와 같은 변형된 I-비임일 수도 있다.
편평한 상부면(12)은 최대 크기 시스템에서 대략 1.22m(4 피트)의 너비이고, 최대 크기 차량(30)의 폭의 절반 이하이다. 차량(30)을 포함하는 모노 레일 시스템(10)이 더 작은 크기로 구성된다면, 편평한 상부면(12)의 폭은 더 작을 것이다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 차량(30)은 차체(32)와 적어도 하나의 보기(40)로 구성된다. 각각의 보기(40)는 수직 및 수평 피봇점(42) 및 보기 프레임(44)을 포함한다. 차량(30)은 3가지 추진 시스템들(즉, 전자-기계 구동, 자기 부양 또는 선형 전기 모터) 중 하나를 가질 것이고, 이들 각각은 아래에서 설명될 것이다. 각 경우에, 차체(32)는 서스펜션 시스템(46)을 통해서 보기 프레임(44)의 상부에 안착되어 보기(40)가 서로에 대해 그리고 피봇점(42)을 중심으로 차체에 대해 독립적으로 회전하는 것을 허용한다. 바람직하게는, 차체(32)는 각각의 보기(40)를 위한 피봇점(42)을 수용하기 위한 (도시하지 않은) 슬롯을 가진 차량 플로어 프레임을 포함한다. 피봇점(42)은 전단 핀(shear pin)이다.
도2에 도시된 바와 같이, 플로어 프레임(34)은 또한 링 형상의 턴테이블(36) 상에 안착되고, 이 턴테이블은 롤러(38)를 통해서 보기 프레임(44)과 연통함으로써 부가된 수평 안정성을 제공한다. 차량 플로어 프레임(34)과 보기 프레임(44)은 강철, 알루미늄 또는 유리섬유 재료로 제작될 수 있다.
차량(30)용 주 서스펜션 시스템은 아래에 설명되는 추진 시스템과 연결되어 제공된다. 보조 수직 서스펜션이 다른 승객 또는 화물의 적재를 위해서 같은 높이로 차량 바닥을 유지하기 위해서 측방향 제한부를 갖춘 한 쌍 이상의 수직 스프링(46)으로 제공될 수 있다. 수직 스프링(46)은 롤러(38)와 보기 프레임(44) 사이에 위치된다. 바람직하게는, 수직 스프링(46)은 자동 레벨링 및 자동 팽창 공기 스프링이다.
B. 전자-기계 추진 및 서스펜션 시스템
본 발명의 일 실시예는 휠을 갖춘 하나 이상의 전동식 보기(40)를 포함한다. 도2에 도시된 바와 같이, 각각의 보기(40)는 보기 프레임(44)에 부착되고 차량 주행 궤도(20)에 실질적으로 직각으로 위치되는 차축(48)을 포함할 수 있다. 한 쌍 이상의 구동 휠(52)을 갖춘 구동 휠 조립체(50)가 차축(48)에 부착된다. 다르게는, 도3에 도시된 바와 같이, 각각의 보기(40)는 보기 프레임(44)에 부착되고 평행한 차량 주행 궤도(20)에 실질적으로 직각으로 위치되는 두개의 차축(48)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구동 휠(52)이 각각의 차축(48)에 부착된다. 도2 및 도3에서, 구동 휠(52)은 보기 프레임(44) 내측에 위치되고 차량 주행 궤도(20) 상에서 주행하도록 구성된다. 이들 구동 휠(52)은 중실, 기체 충전, 공기 충전 또는 보다 양호하게는 포움 충전 고무 또는 합성 고무일 수 있다.
3.66m(12 피트)보다 긴 차량(30)에서, 모든 전자-기계식으로 구동되는 보기(40)는 구동 휠(52)과는 별개로 적어도 제1 및 제2 쌍의 가이드 휠(54)을 포함 하여야한다. 3.66m (12 피트)보다 짧은 차량(30)에서, 오직 한 쌍의 가이드 휠(54)이 각 세트의 구동 휠(52)과 합체될 필요가 있다.
각 쌍의 가이드 휠(54)은 스테빌라이저 가이드 레일(18)에 걸쳐진다. 각각의 개별 가이드 휠(54)은 연결부(56)에 의해서 보기 프레임(44)에 부착되고 하나의 스테빌라이저 가이드 트랙(26)을 따라서 주행하기 위해서 경사져있다. 양호하게는 연결부(56)는 도2에 도시된 다음의 부품, 즉 약 30°±5°로 스테빌라이저 가이드 레일(18)을 향해서 내로 그리고 아래로 돌출하는 관형 연장부를 갖춘 보기 프레임(44)에 용접되는 2개의 이격된 판(58, 59)으로 구성된 고정 브래킷, 조정 레버(62)의 일단부가 고정된 브래킷 판(58, 59)에 그리고 레버(62)의 타단부가 가이드 휠(54)에 볼트에 의해서 연결된 조정 레버(62), 고정 브래킷 판(58)과 조정 레버(62) 사이에 제어된 스프링(60), 스프링(60)과 조정 레버(62)를 제어하는 수동 스프링 조정부(64), 자동 조정 레버(66) 및 진동 감쇠 장치(68)를 포함하는 측방향 서스펜션 연결부이다.
스프링(60)은 바람직하게는 제어된 공압 스프링이다. 수동 스프링 조정부(64)를 사용하여 스프링(60)을 조이거나 느슨하게 하여서 조정 가능한 레버(62)가 가이드 휠(54)이 스테빌라이저 가이드 트랙(26)에 대하여 가하는 압력의 양을 조정할 수 있다. 조정 레버(62)와 스테빌라이저 가이드 휠(54) 사이의 볼트와 스프링(60)을 해제함으로써 스테빌라이저 가이드 휠(54)은 스테빌라이저 가이드 레일(18)에서 이격되어서 회전될 수 있고 수리될 수 있다. 자동 조정 레버(66)는 스테빌라이저 가이드 트랙(26) 내 만곡부의 안팎으로 움직이는 스테빌라이저 가이드 휠(54)의 수평 이동에 대해 조정을 하여 연결부(56)를 안정화한다.
경사진 스테빌라이저 가이드 트랙(26)에 대해 가이드 휠(54)의 스프링에 의한 압력은 이동 중에 차에 상향으로 작용하는 바람 및 원심력에도 불구하고 차량(30)을 전복시키는 위험을 최소화한다. 경사진 스테빌라이저 가이드 트랙(26)에 대해 가압하는 가이드 휠(54)은 구동 휠(52)과 차량 주행 궤도(20) 사이의 개선된 트랙션을 위해서 구동 휠(52)을 하방으로 편의시키는 수직력 요소를 발생시킨다. 가이드 휠(54)은 차체(32)와 관계없이 발생하는 보기(40)의 작은 회전을 일으킴으로써 차량(30)을 조향한다.
진동 감쇠 장치(68)는 고정 브래킷 판(58, 59)을 레버(62)에 연결하는 볼트 주위의 패드 또는 쿠션이다. 바람직하게는, 진동 감쇠 장치(68)는 브래킷 판(58, 59) 사이에 고정되어 진동을 감쇄하는 입방체형 고무 쿠션이다.
본 발명의 실시예에서, 차량은 하나 이상의 전기 트랙션 모터(70)에 의해 전방으로 추진되고 양호하게는 교류로 작동된다. 어떤 경우에, 트랙션 모터(70)는 보기(40)들 중 단지 하나에, 통상적으로 후방 보기(40)에 고정된다. 대형 차량에 있어서, 견인 모터(70)는 보기(40)의 각각에 고정된다. 단일 차축(48)이 보기(40) 상의 구동 휠(52)과 연관되어 사용되면, 단일 전기 트랙션 모터(70)는 상기 보기 프레임(44)에 고정되고 기어 기구(72)를 통해 상기 차축(48)과 연통된다. 도3에 도시된 바와 같이 각각의 보기(40)가 보기 프레임(44)에 부착된 2개의 차축(48)을 포함하면, 하나의 모터(70)가 기어 기구(72)를 통해 하나의 차축(48)과 연통되도록 보기 프레임(44)에 고정될 수 있다. 또는, 확장 가능한 구동축(74)이 각각의 상기 기어 기구(72) 및 각각의 상기 전기 트랙션 모터(70) 사이에서 그에 결합될 수 있어서 전기 트랙션 모터(70)가 보기 프레임(44) 대신에 차량 플로어 프레임(34)에 부착될 수 있게 한다. 그러나, 모터는 보기 프레임의 외측에 장착된 보기에 의해 지지될 수 있다.
전기 트랙션 모터(70)의 동력은 스테빌라이저 가이드 레일(18) 내에 수용되고 이를 통해 연장된 전기 케이블을 통해 얻어진다. 상기 케이블은 스테빌라이저 가이드 레일(18) 상의 절연 접촉 레일(76)에 접속된다. 절연 접촉 레일(76)의 도전부는 구리, 알루미늄 또는 다른 적절한 도전성 재료로 제조될 수 있다. 2상 동력이 요구되는 경우 스테빌라이저 가이드 레일(18) 상에 2개의 절연 접촉 레일(76)이 장착되고, 3상 동력이 요구되는 경우 3개의 절연 접촉 레일(76)이 장착된다. 노출된 접촉 레일 대신에 절연 접촉 레일(76)을 사용하는 것은 접촉 레일(76)의 간격을 더 근접하게 하고 스테빌라이저 가이드 레일(18)을 단축[헤드(24) 및 웨브(22)의 결합 높이로서 약 360 mm]시키며 모노 레일 시스템(10) 동작의 안정성을 증가시킨다.
동력은 보기 프레임(44) 또는 차량 플로어 프레임(34) 상에 설치된 전류 컬렉터(78)에 의해 픽업된다. 양호하게는, 전류 컬렉터(78)는 도5에 도시된 이중 전류 컬렉터이다. 특히, 도5는 제1 및 제2 컬렉터 헤드(80), 제1 및 제2 컬렉터 피봇 레버(82), 컬렉터 마운팅 브래킷(84) 및 제1 및 제2 컬렉터 케이블(86)을 구비한 이중 전류 컬렉터(78)의 평면도이다.
차량 제어 및 통신 시스템(VCCS)은 차량 위치 및 차량(30)의 발생된 제어 기능을 조정하도록 가이드웨이 유도식 통신에 응답하는 인쇄 회로 조립체로 구성된다. 이것은 예를 들어 제동, 모터 추진 요구조건, 동력 손실, 속도, 온도 및 출구 도어 폐쇄에 적용된다. VCCS는 스테빌라이저 가이드 레일(18) 상에 장착된 제어 도관(90)을 통해 전달된다. 양호하게는, 제어 도관(90)은 절연 접촉 레일(76)로부터 스테빌라이저 가이드 레일(18)의 반대 측면 상에 장착되고 절연된다. 도6에 도시된 바와 같이, 가이드웨이 유도식 통신은 가이드웨이 유도식 통신 컬렉터(92) 및 통신 케이블(93)에 의해 제어 도관(90)으로부터 픽업된다. 통신 컬렉터(92)는 컬렉터 아암(96)에 의해 통신 컬렉터 허브(94)에 부착된다. 통신 컬렉터 허브(94)는 마운팅 아암(98) 및 브래킷(99)에 의해 보기 프레임(44) 또는 차량 플로어 프레임(34) 상에 장착된다.
또한, 가이드웨이 유도식 통신 컬렉터(92), 컬렉터 허브(94), 컬렉터 아암(96), 마운팅 아암(98) 및 브래킷(99)을 대신하여 안테나 및 무선 수신기가 사용될 수 있다.
전기 기계식 보기(40)를 구비한 차량용 브레이크(도시안됨)는 기계식 브레이크 및 다이나믹 브레이크이다. 기계식 브레이크는 전기 공압식으로 조작되는 마찰 드럼 브레이크 또는 이중 피스톤 캘리퍼이다. 차량을 시간 당 5 마일로부터 완전 정지로 감속시키는 데 있어서 기계식 브레이크는 다이나믹 브레이크와 연관되어 작동된다. 비상 브레이크는 마찰 브레이크와 격리된 공압식 스프링 밸브에 의해 제어된다.
C. 자기 부양 시스템
본 발명의 제2 실시예는 자기 부양식 및 추진식 보기(140)를 사용하는 것을 포함한다. 도7을 참조하면, 모노레일 시스템(110)은 또한 자기 부양 및 추진으로 동작되도록 구성될 수 있다["마그레브 테크놀로지"(Maglev Technology)]. 물체를 부양 및 추진시키는 일반적인 개념은 공지되어 있으나 모노레일에 적용된 바 없다. 예를 들어, 미국 특허 제3,841,227호를 참조하라.
본 발명의 마그레브 테크놀로지는 차량(130) 동작 중에 차량(130), 차량 주행 궤도(120) 및 스테빌라이저 가이드 레일(118) 사이의 물리적 접촉이 없는 방식으로 차량(130), 차량 주행 궤도(120) 및 스테빌라이저 가이드 레일(118) 내의 복수의 자석을 사용하는 것을 포함한다.
모노레일 시스템의 제2 실시예에서 2가지 기본 형태의 자석이 있다.
1. 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 2개의 스테빌라이저 가이드 트랙(126)을 따라 평행한 차량 주행 궤도(120)의 편평한 상부면에 설치되어 삽입된 고정 자석(152, 156).
2. 차량(130)의 보기 프레임(144) 내에 설치된 이동 자석(154, 158).
고정 자석(152, 156) 및 이동 자석(154, 158)은 차량(130)의 동작 중에 상호 반발하도록 배치된다. 고정 자석 및 이동 자석 모두는 알루미늄, 티타늄, 구리 또는 티타늄 및 알루미늄의 결합물과 같은 도전성 재료로 제조된 코일들이다.
전술된 전기 기계식 보기의 실시예는 마그레브 테크놀로지를 수용하도록 개조될 수 있다. 도1 내지 도4의 도면 번호 10 내지 44는 도7의 도면 번호 110 내지 144와 대응된다.
차량(130)의 안정화, 조향 및 제어는 보기 프레임에 의해 벌어져 있는 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 대향 종측면 상에 배치된 적어도 제1 및 제2 이동 가이드 자석(154)을 각각의 보기(140) 내에 구비함으로써 달성된다. 이들 이동 가이드 자석(154)은 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 스테빌라이저 가이드 트랙(126)을 따라 수용된 반발 고정 자석(156)과 함께 작동한다. 차량(130)의 어떠한 부품도 순항 작동 중에 스테빌라이저 가이드 레일(118)과 직접 접촉하지 않고, 이들 이동 및 고정 가이드 자석(154, 156)은 공동으로 전자 기계적 실시예의 가이드 휠과 동일 기능을 수행한다.
각각의 이동 가이드 자석(154)은 전자 기계적 실시예와 유사한 방식으로 연결부를 통해 보기 프레임(144)에 부착되는 것이 바람직하다. 그러나, 각각의 이동 가이드 자석(154)은 이동 가이드 자석(154)이 그 인접 고정 가이드 자석(156)에 정렬된다면 보기 프레임(144)에 직접 장착될 수도 있다. 또한, 보기 프레임(144) 당 하나의 제1 및 하나의 제2 이동 가이드 자석(154)을 제공함으로써 최적의 성능 및 경제성을 얻을 수 있게 되지만, 차량(130)은 각각의 보기 프레임(144) 내에 추가의 이동 가이드 자석(154)으로 효과적으로 작동된다.
각각의 이동 가이드 자석(154)과 그 대응하는 고정 가이드 자석(156) 간의 공기 간극은 차량(130) 작동에 악영향을 주지 않고 설치 중에 크게 가변될 수 있다. 이동 가이드 자석(154)과 고정 가이드 자석(156) 간의 간격이 5cm일 때 최적의 모노레일 성능을 얻게 된다.
차량(130)의 공중 부양은 유사한 형태로 얻게 된다. 최적의 성능을 위해, 적어도 2개의 이동 구동 자석(158)이 2개의 평행한 차량 주행 궤도(120)에 의해 점유되는 구역 위의 각각의 보기 프레임(144) 내에 장착된다. 반발력을 대응 이동 구동 자석(158)에 제공하도록 정렬된 복수의 고정 구동 자석(152)이 차량 주행 궤도(120)를 따라 장착된다. 차량(130)의 어떠한 구성부품도 차량(130)의 순항 작동 중에 스테빌라이저 가이드 레일(118)과 직접 접촉하지 않고, 이들 이동 및 고정 구동 자석(152, 158)은 공동으로 전자-기계적 실시예의 구동 휠 조립체와 동일 기능을 수행한다. 차량(130)의 추진 및 제동은 종래의 기술을 이용한 고정 및 이동 구동 자석(156, 158)의 반발력을 조절함으로써 달성된다.
고정 자석(152, 156)의 패턴 및 크기는 최대 동력 효율을 위해 설계될 수 있다. 일예로, 이들 자석의 패턴은 "도면 8"의 형태로 될 수 있고, 스테빌라이저 가이드 레일의 각각의 측면 상의 차량 주행 궤도(120) 내에 장착되고 교차 접속된 티타늄, 알루미늄, 구리 또는 다른 도전성 재료로 된 "제로-자속(null flux)" 코일로서 알려져 있다. 이러한 형태에서, 각각의 보기 프레임 내의 직사각형 형태의 이동 구동 자석(158)은 추진, 공중 부양 및 안내를 생성하도록 "제로-자속" 코일과 상호 작용하는 4개의 초전도 자석을 포함하게 된다.
초기 시동 중에 또는 마그네브 시스템의 비상 작동 중에, 대응 고정 및 이동 구동 자석(152, 158)과, 이동 및 고정 가이드 자석(154, 156) 간의 반발력은 차량(130)을 공중 부양하거나 조향하는 데 충분하지 않게 될 수 있다. 이러한 상황으로 인해, 차량(130), 스테빌라이저 가이드 레일(118), 보기 프레임 또는 다른 구성 요소들의 손상을 방지하기 위해 비상 구동 휠(160)과 비상 가이드 휠(162)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 비상 구동 휠(160)과 비상 가이드 휠(162)은 강 또는 다른 경질 금속 또는 합금으로 제조되고, (도시되지 않은) 수축 가능한 차축 상에 장착되고, 스테빌라이저 가이드 레일 헤드부(124)와 차체(132) 간에 간극을 제공하기에 충분히 큰 직경을 갖는 것이 바람직하다. 다르게는, 비상 가이드 휠(160)과 비상 구동 휠(162)은 전자-기계적 실시예와 유사한 방식으로 장착 및 조작될 수 있다.
각각의 이동 구동 자석(158)과 그 대응하는 고정 구동 자석(152) 간의 공기 간극은 차량(130)의 작동에 악영향을 주지 않고 설치 중에 크게 가변될 수 있다. 구동 자석과 공차는 정상 순항 작업 중에 이들 자석 간에 6cm의 간격을 얻도록 크기가 정해질 때 최적의 모노레일 시스템의 성능을 얻게 된다.
고정 및 이동 가이드 자석(154, 156)과, 고정 및 이동 구동 자석(152, 158)의 크기는 차량의 크기, 중량 및 예상 하중 요건에 좌우된다. 대개, 구동 자석(152, 158)은 차량(130)의 예상 결합 최대 하중 및 중량의 총 2배인 반발력을 생성할 수 있어야 한다. 가이드 자석(154, 156)은 차량(130) 상에 작용하는 최대 예상 측방향 힘, 원심력 및 풍력의 총 2배인 반발력을 생성할 수 있어야 한다.
요구되는 전자기 반발력을 최적화하기 위해, 편평한 상부면(112)과 스테빌라이저 가이드 레일(118)은 적절한 비자성 재료로 제작되어야 한다. 편평한 상부면(112)의 바람직한 재료는 콘크리트이나, 적절한 비자성 재료가 콘크리트 구조물 내부에 일반적으로 사용되는 강 및 프리-스트레싱(pre-stressing) 강선 대신에 이용되어야 한다. 스테빌라이저 가이드 레일(118)은 콘크리트 및 보강 플라스틱을 포함하나 이에 한정되지 않는 다양한 비자성 재료로부터 제조될 수 있다.
이동 자석(154,158) 및 차량(130)에 전력이 다양한 방법에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 전술한 전기 기계 실시예와 유사하게, 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(118) 상에 절연 도전체가 장착될 수 있다. 그러나, 이동 자석(154,158)과 고정 자석(152,156) 사이에 팽팽한 공차로 인해, 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 상부면 상에 도체가 장착될 수 있다. 더욱이, 이동 자석(154,158)과 고정 자석(152,156) 사이에 전자기 간섭을 감소시키기 위해서는, 도전체가 전자기화되는 것이 바람직하다. 차량(130) 내에 장착된 밧데리에 의해 차량(130)에 전력이 제공될 수 있다.
유사하게, 다양한 방법에 의해 차량(130)에 제어 명령이 전송될 수 있다. 예를 들어, 차량(130)에 전력을 공급하는 전자기 도전체와 유사하게, 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 상부면 상에 장착된 개별 전자기 도전체 세트를 통해 차량에 제어 명령이 전송된다. 대안으로서, 전기 기계 실시예에서 기술된 안테나를 이용하여 차량 제어 및 통신 시스템(VCCS)과 유사한 유도식 제어 시스템(192)이 제공될 수 있다.
차량 주행 궤도(120) 및 스테빌라이저 가이드 레일(118) 내에 고정 자석에 요구되는 모든 전력 케이블 및 제어 시스템(192)은 차량 주행 궤도(120) 아래로부터 스테빌라이저 가이드 레일(118)의 중공형 웨브를 통해 자석에 전달 될 수 있다.
D. 선형 유도 모터 시스템
본 발명의 제3 실시예는 선형 전기 모터 시스템의 사용을 포함한다. 도8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 차량(230)을 추진시키기 위해 보기 프레임(244) 내에 수납된 선형 전기 모터(270)의 적용예를 포함한다. 상기 실시예에서, 선형 전기 모터(270)는 도1 내지 도4에 도시된 전기 기계 실시예의 전기 트랙션 모터를 대체한다.
전술된 전기 기계 실시예의 보기는 선형 전기 모터(270)를 수용하도록 변경될 수 있다. 도1 내지 도4의 도면부호 10 내지 66은 도8의 도면 부호 210 내지 266에 상응한다.
선형 전기 모터(270)는 통상의 전기 모터의 고정자를 길이 방향으로 절단하고, 펼치고, 잡아당기는 것을 추측함으로써 가장 잘 이해할 수 있을 것이다. 구리, 알루미늄, 또는 다른 재료의 적절한 도전성 재료는 펼쳐진 고정자 옆에 위치된다. 종래 기술에 의해 제공된 펼쳐진 고정자 내의 교류 전류는 고정자 및 도전성 재료 상에서 작동하는 자력의 이동 장을 발생시키기 위해 도전성 재료와 자기적으로 상호작용한다. 차량은 이동 장의 극을 반전시킴으로써 느려지거나 중지될 수 있다.
종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)의 웨브(222)을 따라 수납된 도전성 재료에 인접한 차량(230)에 선형 전기 모터(270)를 위치시킴으로써, 차량은 차량 주행 궤도(220)을 따라 추진될 수 있다. 이러한 실시예에서, 선형의 유도 모터(270)는 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)의 한 측면 상에 놓여져 있거나, 또는 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)의 각 측면 상에 하나의 선형 유도 모터(270)가 위치될 수 있다.
다르게는, 웨브(222), 및 웨브(222)에 인접한 보기(240) 또는 보기 프레임(244) 상에 장착된 도전성 재료를 따라 일련의 선형 전기 모터가 장착될 수 있다. 선형 전기 모터(270)가 웨브(222)에 장착되는 경우에는, 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218) 및 편평한 상부면(210)이 강화 플라스틱, 유리 섬유, 또는 다른 적합한 비도전성 재료로 제조될 수 있다.
최적 성능을 위해, 선형 전기 모터(270)와 보기(240) 또는 보기 프레임(244) 상에 장착된 도전성 재료 사이의 거리는 1.27㎝(1/2인치)를 초과해서는 안된다.
보기 내에 선형 전기 모터(270)를 설치하는 것이 바람직한 경우에는, 선형 전기 모터(270)는 측면 서스펜션 연결부(256) 아래 및 사이, 웨브(222)에 인접하여 끼워맞춤되도록 크기가 정해질 수 있다. 선형 전기 모터(270)는 장착 브래킷(도시되지 않음)을 통해 보기 프레임(244)에 부착될 수 있다.
선형 전기 모터(270)에 전력이 다양한 기술에 의해 제공될 수 있다. 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)에 인접하여 하나의 선형 전기 모터(270)만이 있는 경우에는, 절연 전력 및 제어 도전체가 요구되는 도전성 재료를 함유한 웨브(222)의 반대 측면 상에 위치될 수 있다. 선택적으로, 선형 전기 모터(270)가 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)의 각 측면 상에 설치되는 경우에는, 절연 전력 및 제어 도전체가 종방향 스테빌라이저 가이드 레일 헤드부(224)의 상부를 따라 위치될 수 있다. 또한, 개방된 웨브(222)을 갖는 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(218)이 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 절연 전력 및 제어 도전체가 차량 주행 궤도(220)를 따라 위치될 수 있다. 또한, 차량(230) 내에 위치된 충전 밧데리(도시되지 않음)에 의해 선형 전기 모터(270) 및 다른 부속 전기 부품에 전력이 제공될 수 있다.
기술분야의 당업자들은 차량이 스테빌라이저 가이드 트랙을 따라 주행 궤도 내에 설치된 자석에 의해 자기적으로 공중 부양되며 스테빌라이저 가이드 레일을 따라 설치된 선형 전기 모터에 의해 추진될 수 있는 기술을 결합할 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.
E. 차량 궤도 절환 장치
본 발명의 또 다른 개선점은 두 개 이상의 차량 주행 궤도(328) 사이에서 차량(330)을 용이하게 절환시키는 능력을 포함한다. 도9, 도10, 및 도11 참조. 본 발명에 따른 차량 궤도 절환 장치에서, 스테빌라이저 가이드 레일은 소정 길이의 가요성의 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하며, 두 개의 편평한 상부면(306, 310) 사이에서 이러한 소정의 길이의 가요성(flexible)의 스테빌라이저 가이드 레일(300)을 휨으로써 차량의 주행 궤도가 간단하게 하나의 편평한 상부 주행면(306)에서 다른 주행면으로 절환된다. 절환 장치 자체는 미국 특허 제3,710,727호에 기술되어진 종래의 방법, 재료, 및 기술을 이용하여 구성되고 지지될 수 있다.
도9를 참조하여, 개선된 궤도 절환 장치(302)가 개시된다. 시스템은 기본적으로 편평한 상부면(306)을 구비한 기본적으로 Y형인 차량 궤도(304)를 포함한다. Y형 차량 궤도(304)는 그 풋(foot)에서 단일 편평한 상부면(306)에, 그 아암에서 제2 편평한 상부면(308) 및 제3 편평한 상부면(310)에 각각 연결된다. 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)은, 예를 들면, 핀에 의해 Y형 차량 궤도(304)의 풋에 해당하는 지지부에 고정 장착된 하나의 단부를 갖고, 반면에 다른 단부는 Y형 차량 궤도(304)의 아암들 사이에서 움직일 수 있다. 도10은 각기 그 제1 위치(318) 및 제2 위치(320) 내의 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)을 도시한다.
가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)은 강철, 알루미늄 또는 유리섬유로 보강된 플라스틱 또는 재료가 횡방향으로 가요성을 갖고 통과 차량에 의해 가해진 힘을 견디기에 충분한 강도를 갖는 다른 적절한 재료로 만들어 질 수도 있다. 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 길이는 차량의 설계 속도에 따라 변한다. 그러므로, 고속에서는, 더 긴 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)이 필요하다. 예를 들면, 차량이 보수 조차장에 있고 저속으로 운전되는 동안 절환 장치는 단지 25 피트의 길이일 수도 있다.
가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)은 그 내부에 수용된 적어도 하나의 전기 케이블을 가져서 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)에 장착된 적어도 하나의 연속되는 종방향 절연 도전체에 동력을 공급한다. 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)은 Y형 차량 궤도(304)의 풋에서 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)에 장착된 연속되는 종방향 절연 도전체에 전기적으로 연결된다.
Y형 차량 궤도(304)의 각각의 아암은 두 개의 스테빌라이저 가이드 트랙(326)을 형성하는 상향 및 외향의 확장 헤드부(도시 생략)를 지지하는 수직 웨브(도시 생략)를 구비한 스테빌라이저 가이드 레일(324)을 포함한다. 각각의 스테빌라이저 가이드 레일(324)은 Y형 차량 궤도(304) 상부에 평행하게 장착되어 편평한 상부면을 두 개의 평행 차량 주행 궤도(328)로 나눈다. Y형 차량 궤도(304)의 아암 내에 양 스테빌라이저 가이드 레일(324)은 Y형 차량 궤도(304)의 풋에 근접한 그들의 단부들에 또는 그에 가깝게 적어도 하나의 절연된 전기 접촉부를 갖는다. 각각의 스테빌라이저 가이드 레일(324)은 그 내부에 수용된 적어도 하나의 전기 케이블을 가져서 스테빌라이저 가이드 레일(324)에 장착된 적어도 하나의 연속되는 종방향 절연 도전체에 동력을 공급한다.
가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 각기 최종적으로 지정된 위치에 대하여, 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 움직이는 단부에 있는 적어도 하나의 전기적인 접촉부는 전기적인 회로를 접속하도록 Y형 차량 궤도(304)의 아암 중 하나 내에서 스테빌라이저 가이드 레일(324) 상에 대응하는 접촉부와 정렬한다. 이 정렬은 차량의 궤도를 따라 궤도 절환 장치를 통하는 연속적인 절연 도전체를 허용한다.
절환 장치를 통하여 차량(330)에 연속적인 전기 접속을 제공하는 이러한 기술은 또한 다른 실시예의 설명으로 위에서 설명한 작동 및 제어 신호를 제공하는데 이용될 수도 있다. 더욱이, 절환 장치 구성부품은 이미 설명된 실시예들 중의 어느 것이 효과적으로 작동되는데 필요한 것으로서 적절한 비도전성 또는 비자성 재료로 만들어질 수도 있다.
도9, 도10 및 도11은 Y형 차량 궤도(304)의 아암 사이에서 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 단부를 움직이기 위한 절환 장치의 한 실시예를 도시한다. 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)은 Y형 차량 궤도(304) 내의 적어도 하나의 가이드 슬롯(332) 내에 움직일 수 있게 삽입되도록 구성된 가이드 풋을 갖는다. 가이드 슬롯(332)은 Y형 차량 궤도(304)의 발산하는 아암 사이로 이어지고 브레이스에 의해 지지될 수도 있거나 또는 단순히 Y형 차량 궤도(304)로 잘려질 수도 있다. 가이드 슬롯(332) 및 가이드 풋은 가이드 슬롯(332)을 따르는 가이드 풋 통과를 돕도록 윤활제가 칠해진 금속 또는 플라스틱 중의 하나인 것이 바람직하다.
Y형 차량 궤도(304)의 발산하는 아암 사이의 Y형 차량 궤도(304)를 통하여 이어지는 구동 슬롯(334)은 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 단부를 이동시키는 것을 돕는다. 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)의 이동하는 단부는 구동 슬롯(334) 내에 이동 가능하게 수용된 구동 풋을 갖는다. 구동 슬롯(334) 및 구동 풋은 구동 슬롯(334)을 따르는 구동 풋의 통과를 용이하게 하도록 윤활제가 칠해진 금속 또는 플라스틱 중의 하나인 것이 바람직하다. 구동 슬롯은 Y형 차량 궤도(304)의 바닥부를 통하여 연장된 좁은 개구를 갖는다. 레버 아암(338)은 Y형 차량 궤도(304)의 바닥부의 좁은 개구를 통하여 구동 풋에 피봇 가능하게 부착된다.
크랭크 모터(340)는 지지 브래킷(342)으로 Y형 차량 궤도(304) 아래에 부착된다. 확장 가능한 레버 아암(346)은 크랭크 모터(340)에 피봇식으로 부착되고 레버 아암(338)에 연결됨으로써 크랭크 모터(340)의 작동은 확장 가능한 레버 아암(346) 및 레버 아암(338) 모두를 구동하고 이로써 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)을 Y형 차량 궤도(304)의 한쪽 아암 상의 제1 위치와 다른 아암 상의 제2 위치 사이로 움직인다.
가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)에 직접 연결된 구동 롤러 또는 유압식 실린더 및 피스톤 배열과 같은 다른 수단, 또는 풀리 및 풀리 구동 모터가 가요성 스테빌라이저 가이드 레일(300)을 구부리는데 사용될 수도 있다.
본 발명의 모노레일 시스템은 상이한 스케일의 크기로 제조될 수 있다. "최대 크기" 시스템은 잠재적으로 시간당 많은 양의 승객 수송력을 갖는 본선 장거리 직통 간선 및 통근 차량(기차)에 적용 가능하다. 또한, 경량의 화물을 수송하는 데에 사용될 수 있다. "최대 크기" 시스템용 차량은 예로써, 9.14m(30 피트)의 길이, 3.05m(10 피트)의 폭 및 차량 주행 궤도의 상부로부터 차량 지붕의 상부까지 측정할 때 3.05m(10피트)의 높이가 될 수 있다. 편평한 상부면의 폭은 약 1.22m(4피트)이다.
"절반 크기" 시스템은 경량의 차량, 하중 및 보다 작은 구성을 포함한다. 차량은 6명이 좌석에 앉을 정도로 충분히 작을 수 있다. 예로써, "절반 크기"의 차량은 3.66m(12 피트)의 길이, 1.68m(5.5 피트)의 폭 및 1.83m(6피트)의 높이일 수 있다. 몇 몇 차량은 기차와 연결될 수 있다. 모노레일 구조체의 크기는 상기 편평한 상부면의 폭이 약 0.76m(30 인치)가 되도록 매우 작게될 수 있다. 이러한 크기는 산업, 쇼핑 센터, 휴양 및 오락, 공항, 박람회 및 동물원에 적용성이 매우 크다.
"최대 크기" 및 "절반 크기"의 주지된 크기의 시스템의 절환 작동을 위해, 가요성의 스테빌라이저 가이드 레일의 가동 단부는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 소량으로만 변위된다. 즉, "최대 크기" 차량에 대해서는 180 센터미터이고 "절반 크기" 차량에 대해서는 115 센티미터이다. 상기 가요성 스테빌라이저 가이드 레일의 길이는 이러한 각각의 차량이 얼마나 신속하게 절환 장치를 통과할 수 있는지를 결정한다. 최적의 고속 절환을 위해, 상기 가요성 스테빌라이저 가이드 레일은 22.86m(75피트) 이상이 되어야 한다.
또한, 중간 크기의 시스템이 제조 가능하다. 또한, "절반 크기" 차량은 "절반 크기" 차량의 보기가 "최대 크기" 차량에 일반적으로 사용되는 스테빌라이저 가이드 레일 상에서 협차하여 작동하는 한 "최대 크기" 차량과 동일한 모노레일 구조 상에서 주행하도록 적용될 수 있다.
F. 가열된 주행 궤도 및 가이드 레일
도2, 도4 및 도8을 참조하면, 가열 주행 궤도 및/또는 가이드 레일은 개시되어 있다. 상기 모노 레일이 영하에서 작동할 때, 주행 궤도 및/또는 가이드 레일은 이러한 구조물 상에 얼음 및 눈이 쌓이는 것을 방지하도록 가열되는 것이 바람직하다.
이러한 궤도 및 레일을 경제적으로 가열하기 위한 장치는 주행 궤도(20) 및 헤드(24) 내에 유체 파이프(21b; 도2), 따뜻한 케이블(21a; 도4) 또는 따뜻한 공기 덕트(21c; 도8)와 같은 내재 가열 도관을 포함한다. 전기 또는 따뜻한 유체 또는 공기와 같은 따뜻한 매체는 공지된 방법 및 장치로 상기 도관 내에 구비되고 필요로 할 때, 바람직하게는 자동 제어 시스템을 통해 작동된다.
이와 달리, 현존 접촉 레일(76) 및 제어 도관(90)은 이러한 레일 및 그 인접 영역의 도관으로부터 열을 전달하도록 변형되어 주행 궤도 및 가이드 레일 주위의 영역을 따뜻하게 한다. 또한, 상기 종방향 비임은 소정의 저장 또는 축적된 열을 보유하도록 단열되어, 눈 또는 얼음 등이 쌓이는 것을 감소시킨다.
G. 다른 보기 디자인, 가이드 레일 디자인 및 구동 시스템 구성
도12에서, 다른 양호한 스테빌라이저 가이드 레일(400) 및 보기 구성이 개시된다. 이러한 구성은 편평한 상부면(12), 종방향 비임(14), 상부 스테빌라이저 가이드 레일(18), 차량 주행 궤도(20), 헤드부(401), 수직 웨브(22), 상승 휠 주행 궤도(402), 스테빌라이저 휠 가이드 트랙(404), 스테빌라이저 휠(408), 상승 휠(410), 구동 휠 타이어(52), 전류 컬렉터(28), 제어 도관(412), 모노 레일의 중심선(414), 가이드 웨이 및 가이드 레일, 보기 프레임(416), 기어 박스와 디스크 브레이크 사이에 위치된 앵커 볼트(418), 모터(420), 유성 기어 박스(422), 디스크 브레이크(424), 디스크 브레이크 캘리퍼(426), 구동 휠 허브(428), 휠 허브 스터드 볼트(430), 차량에서의 낮은 플로어(432), 타이어 위의 좌석 레벨(34) 및 구동 휠 플랜지(436)를 포함한다.
특히, 가이드 레일(400)은 기준 폭 플랜지 또는 추가적으로 특별한 형상 헤드 구성 없는 I-비임을 포함한다. 수평 스테빌라이저 가이드 휠(408)은 트랙션 구동 휠 전후에서 웨브(22)의 상단부(401)에 대항하여 주행하도록 보기 상에 위치된다. 또한, 한 쌍의 수직 상승 휠(410)은 두 쌍의 스테빌라이저 가이드 휠(408)들 사이에 도시된 것처럼 위치된다.
두 세트의 휠(408, 410)은 그 기능이 분리된다. 즉, 수평 가이드 휠(408)은 차량을 조향하지만 상기 차량이 가이드 레일을 따라 이동할 때 차량의 과도한 회전을 방지한다. 특히 회전할 때, 구동 휠 상에 보다 좋은 견인력을 부여하기 위해 바람직하게는 예비 로드되는 수직 휠(410)이 차량의 과도한 회전을 방지하는 안전 비상 휠로서 작용을 한다. 수직 휠(410)은 차량이 커브된, 큰 상승(즉, 경사진) 가이드 웨이 상에서 작동할 때 매우 큰 원심 및 측방향 풍력이 차량 상에 작용하는 동안 발생할 수 있는 상승력에 저항하여 이들 악 조건 중에서 트랙 상에 차량을 유지시킨다.
이와 다르게, 도13에 도시된 바와 같이, I-비임의 헤드부는 다소 경사질 수 있다. 따라서, 수직 상승 휠은 이러한 경사진 헤드부를 따라 주행하도록 도시된 바와 같이 다소 경사진 상태로 장착될 수 있다. 바람직하게는, 6개의 가이드 휠이 미국 특허 제5,845,581호에 개시된 4개의 가이드 휠 배열과는 반대로 각각 보기상에 설치될 것이다. 2개의 추가적인 가이드 휠의 추가는 차량 탈선의 가능성을 감소시킨다.
도14 및 도15를 참조하여, 다른 양호한 스테빌라이저 가이드 휠 및 서스펜션 시스템(511)이 개시된다. 이러한 가이드 휠 및 서스펜션 시스템(511)은 편평 상부면(512), 종방향 비임(514), 스테빌라이저 가이드 레일(518), 차량 주행 경로(520), 수직 웨브(522), 헤드부(524), 수직 웨브(522)에 대해 소정의 각도로 경사지도록 형성되는 스테빌라이저 가이드 트랙(526), 차량(530) 내측의 플로어면(528), 차체(532), 차량 플로어 프레임(534), 플로어 프레임 하부에 위치된 링형 턴테이블(536), 턴테이블(536)과 베어링 사이의 미끄럼 베어링 지지면(538), 보기(540), 보기 프레임(544), 차체 수직 서스펜션 포켓(546), 휠 허브 내의 직접 구동 모터(548), 캘리퍼 브레이크(549), 휠 허브 내의 기어 박스(550), 또는 차축에 대해 직각으로 위치된 모터(551), 구동 휠(552), 차축에 대해 직각으로 위치된 기어(553), 스테빌라이저 가이드 휠(554), 가이드 휠 지지 조립체용 조정 가능한 레버 아암 연결부(556), 보기 프레임에 부착된 고정 가이드 휠 활주 포켓 프레임(558), 휠 탈선을 방지하도록 보기 프레임에 용접된 레버 조립체를 위한 고정 지지 브래킷(559), 연결부(556)와 브래킷(559) 사이에 위치된 조정 가능한 공압 스프링 쿠션(560), 볼트 조립체(561), 포켓 프레임(562)을 구비한 활주 피스톤, 레버 아암에 대한 가이드 휠의 조정 가능한 부착부(563), 레버 아암과 가이드 휠 허브 사이에 위치된 내장 서스펜션 감쇠 장치(564), 포켓 프레임의 단부에 위치된 진공 또는 저공기압 격실(565), 보기 프레임 피봇 링(566), 피봇 링 적재를 위한 보기 프레임 지지 교차 브레이스(cross-brace, 567), 플로어 프레임 링 지지체(568), 차량의 플로어 프레임(534)과 결합하되 차량의 플로어 프레임(534)과 보기 프레임 피봇부 사이에 위치하는 피봇 볼 베어링 링(569), 플로어 프레임과 보기 프레임 사이에 위치된 수직 활주 영역(570), 및 보기 프레임과 교차 브레이스의 원형 단부 섹션(572)을 포함한다.
특히, 도14 및 도15에 가장 잘 도시된 바와 같이, 가이드 휠 및 서스펜션 시스템(511)은 보기 프레임(544)에 용접된 2개의 단부 브래킷(559)들 사이의 보기 프레임(544)의 전방 및 후방 단부 프레임에 고정된 튜브형 조립체(558)를 포함한다. 활주 피스톤 포켓 프레임(562)을 구비한 2개의 스테빌라이저 가이드 휠(554)은 레버 아암(556)과 고정 브래킷(559) 사이에서 작용하는 원격 압력 조정 공기 패드(560)를 구비한 각각의 레버 아암(556)에 의해 스테빌라이저 가이드 트랙(526)에 대항하여 가압된다.
스테빌라이저 가이드 휠(554)은 레버 아암(556)과 차축 부착부(563) 사이에 내장 서스펜션 감쇠 장치(564)를 포함한다. 내장된 차축-프리(axle-free) 모터(548)를 구비한 보기(540)와 브레이크를 구비한 기어 박스(550)는 도14 및 도15에 도시된 바와 같이, 구동 휠(552) 허브에 부분적으로 내장되고 보기 프레임(544)의 종방향 교차 브레이스(567)에 부착된 보기 프레임 피봇 링(566)에 대해 수평으로 독립적으로 회전한다. 보기(540)의 회전은 차량(530)의 플로어 프레임(534)에 고정된 소형의 링형 턴테이블(536) 내에서 발생한다. 턴테이블(536)은 미끄럼 베어링 지지면(538)에 대해 미끄러져 움직인다. 턴테이블(536)은 서스펜션 포켓(546)을 통해 차체(532)의 무게를 보기(540)로 전달한다. 서스펜션 포켓(546)이 공기 쿠션 서스펜션일 경우에는 이러한 공기 쿠션 서스펜션을 통해 차체의 무게를 보기로 전달한다.
전술된 구성에 있어서, 바람부는 상태, 차량의 가속 및 제동 중에 발생하는 힘들과 차량에 작용하는 원심력들과 같은 모든 횡방향 힘들은 턴테이블 마운트 예컨대, 플로어 프레임(534)을 통해 베어링 링 예컨대, 피봇 볼 베어링 링(569)로 전달되고, 그 후에 보기 프레임 피봇 링(566)에 전달된다. 따라서, 이러한 힘들은 스테빌라이저(518)에 대항하여 작용하는 가이드 휠(554)을 구비한 가이드 휠 및 서스펜션 시스템(511)에 의해 저항된다. 유사하게, 차량(530)에 작용하는 수직력은 보기 외주연의 링형 턴테이블(536)을 통해 전달되고, 그 후에 미끄럼 베어링 지지면(538)을 통해 도14 및 도15에 도시되어 설명된 바와 같이 보기 프레임(544)에 내장된 서스펜션 포켓(546)에 전달된다. 이러한 서스펜션 포켓(546) 내부에 공기 쿠션 서스펜션이 형성되어 있는 구성은 도 22에 상세하게 도시된다.
도16 내지 도18을 참조하면, 외주연 볼 베어링 턴테이블을 구비한 다른 원형 휠 보기가 개시되어 있다. 도 16 내지 18에 도시되는 구성요소들 중 도 14 및 15에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다. 스테빌라이저 가이드 휠 조립체(6200), 가이드 휠 조립체를 위한 레버 아암(6201), 가이드 휠 조립체를 위한 피스톤(6202), 피스톤(6202) 내의 조정 공압 포켓(6204), 피스톤(6202)과 레버 아암(6201) 사이의 연결부(6206), 내부 가이드 휠 진동 감쇠 장치(6208), 고무 진동 댐퍼를 위한 튜브 격실(6210), 외주연 볼 베어링(6211), 볼 베어링 턴테이블을 위한 보다 강성인 브래킷 형태의 외주연 볼 베어링 프레임(6212), 차량 플로어 프레임(634) 아래에 결합되는 외주연 볼 베어링 링(6213), 가이드 휠을 위한 차축 볼트 부착부(6214), 진동 재료 내측에 부착된 불규칙 형상의 볼트(6217), 휠 보기 프레임(6218), 및 차축 볼트와 가이드 휠 조정부를 위한 슬롯(6220)을 포함한다.
특히, 중앙 교차 브레이스가 없는 개방 원형 휠 보기 프레임(6218)이 도16 및 도17에 개시되어 있다. 도16을 참조하면, 스테빌라이저 가이드 휠 조립체(6200)는 내측에 조정된 공압(6204)을 갖는 피스톤(6202)을 포함한다. 공압(6204)은 도시된 전방 및 후방 단부의 원형 보기 프레임부(6203)에 의해 부분적으로 형성된 챔버 내에 발생된다. 레버 아암(6201)은 힌지(6206)로부터 피스톤(6202)의 단부에서 튜브 격실(6210)을 통해 가이드 휠 부착부(6214)까지 연장한다. 튜브 격실(6210)은 보기 프레임 하부에 고정된 튜브형 격실(6208)에 내장된, 고무 또는 유사한 재료의 탄성 진동 댐퍼(6208)를 구비한다. 피스톤(6200) 내에서 제어된 공압(6204)이 소진됨에 따라, 레버 아암(6210)은 피봇 볼트(6217)에 대해 고무 조립체(6216)를 회전시켜 비틀어서 스테빌라이저 가이드 레일(618)의 스테빌라이저 가이드 트랙(626)에 대항하여 가이드 휠(654) 상에 증가된 압력을 가할 것이다.
이제 도17을 참조하면, 보기 프레임(6218)은 피스톤 조립체(6200) 내에 제어된 공기압(6204)의 피스톤(6202) 및 원형 보기 프레임부(6203)와 고무 진동 감쇠 격실(6210)을 포함한다. 가이드 휠은 차축 볼트 부착부(6214)용 개방 슬롯(6220)(도16)으로 쉽게 제거될 수 있다.
가이드 휠 조립체(6200)는 매우 간단하고, 원형 보기 프레임부(6203)에 부분적으로 내장되므로 공간 및 적용을 거의 필요로 하지 않는다. 또한, 단일 레버 아암 기구 및 서스펜션 장치가 원형 보기 프레임부(6203) 내로 고정되므로, 스테빌라이저 가이드 휠(654)의 우연한 탈선 가능성이 상당히 감소된다.
이제 도18을 참조하면, 2개의 원형 전후방 단부 섹션(6203)을 갖고 내부 교차 브레이스가 없는 보기 프레임(6218)을 포함하는 원형 휠 보기가 개시된다. 특히, 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 차량의 가속 및 제동중에, 구동 휠(652) 및 휠 보기(6218) 상에 작용하는 힘은 차량(630)의 플로어 프레임(634)에 부착된 외주연 볼 베어링 프레임(6212)(도17)을 통해 전달된다. 휠 보기(6218)는 외주연 볼 베어링(6211)의 외주면에 위치하는 외주연 볼 베어링 링(6213)(도17) 내에서 독립적으로 회전하여, 수평 바람 및 횡방향 원심력을 차량(630)의 플로어 프레임(634)으로 전달한다. 차량(630)으로부터의 수직력은 보기 프레임(6218) 내의 4개의 직사각형 베어링 및 서스펜션 포켓 장치들(6120)을 통해 전달된다. 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 모터-기어-브레이크 어셈블리(648, 650, 649)는 각각 차축-프리이며, 구동 휠 허브(652) 내에 부분적으로 내장된다. 이와 같은 모터-기어-브레이크 어셈블리는 직접 구동 장치로 사용되며, 직접 구동 모터와 일체로 형성되는 기어 및 브레이크 어셈블리를 포함한다.
이제 도19를 참조하면, 중간에 피봇 링(766)을 구비한 2개의 원형 단부 섹션(772) 사이에 교차 브레이스(767)를 갖는 보기 프레임(745)을 포함하는 원형 휠 보기가 개시된다. 피봇 링(766)은 미국 특허 제5,845,581호에 개시된 피봇 볼트처럼 작동한다. 그러나, 그 힘은 더 넓은 링 영역에 걸쳐 분포한다. 따라서, 휠 보기는 더욱 안정하게 된다.
피봇 링(766)은 차량의 바람을 받는 상태 또는 횡가속 중에 발생되는 이러한 수평력을 차량(730)의 플로어 프레임(734)의 일부인 피봇 링 외부의 원형 외주면 볼 베어링 프레임(769)을 통해 전달한다. 차량(730)으로부터의 수직력은 4개의 베어링 및 서스펜션 포켓(7120)을 통해 전달된다. 모터(751)는 직각 기어-피니언(753) 장치를 구비한 휠 보기(745)에 의해 지지된다.
이제 도20을 참조하면, 2개의 구동 휠(804)을 하나의 모터(806)에 기계적으 로 결합하기 위한 구동 시스템(802)이 개시된다. 특히, 구동 시스템은 차동 장치를 한정하는 직선 베벨 기어 유닛(808)과 스퍼 기어 유닛(810)을 포함한다. 기어 유닛(808, 810)은 하부 고속 교차 링크 축(812)에 의해 상호연결된다.
이러한 설계는 객실 공간 전 길이에 걸쳐 플로어 높이를 낮게 하는 것을 가능하게 한다. 또한, 하부 교차 링크 축은 비직선 작동 중에 사인 운동을 유지하도록 휠의 비틀림 강성 연결을 가능하게 한다. 이러한 차동 장치의 사용은 코너링 중의 전동 장치 상의 변형을 줄이고, 타이어의 마모를 줄이며, 소음을 감소시킨다.
이제 도21 및 도22를 참조하면, 모노레일 차량 공기 쿠션 서스펜션 및 차량 자동 레벨링 장치(9120)가 개시된다. 서스펜션 및 레벨링 장치(9120)는 차량 베어링 지지 부품(9121), 베어링 지지체의 수직 측부(9122), 압력 제어 밸브(9124), 공기 쿠션 서스펜션 패드(9125), 보기 프레임의 리세스 포켓의 수직 측부(9126), 공기 패드 사이의 쿠션 층(9127), 차량 플로어 프레임 아래에 부착된 턴테이블 링(9130), 차량 보기 프레임 외부 면(9131), 차량 보기 프레임 내부 면(9132)을 포함한다.
특히, 구동 휠 타이어(952)는 모노레일 차량의 주 수직 서스펜션이다. 보조 수직 서스펜션은 보기 프레임(940) 내의 포켓(946)으로 리세스 된 4개의 직사각형 공기 서스펜션 장치(9120)로 구성된다. 하나 또는 여러 개의 공기 쿠션 패드(9125)로 구성되는 각각의 공기 서스펜션 장치는 보기 프레임(9131) 내로 부분적으로 리세스된 상부의 베어링 지지 부품(9121)을 갖는다. 베어링 지지체는 보기 프레임(940) 내로 수직으로 약간 구부러지게 형성되지만, 사실상 수평은 아니다.
상부에 미끄럼 베어링 지지면(938)을 갖는 베어링 지지체(9121)는 차량의 중량을 차량 플로어 프레임(934)에 부착된 링형 턴테이블(936)을 통해 공기 쿠션 패드(9125) 아래로 전달한다. 공기 쿠션 패드(9125)는 베어링 지지체(9121)를 동일한 레벨에 유지시키는 자동 공기압 제어 밸브(9124)에 연결된다.
미끄럼 베어링 지지면(938)은 테플론(Teflon) 또는 그라파이트(graphite)와 같은 낮은 미끄럼 마찰 계수를 갖는 단단한 표면 재료로 제작된다. 차량이 가이드 웨이의 만곡된 섹션을 통해 움직일 때, 휠 보기(940)는 차체(930)에 대해 회전한다. 이러한 회전은 미끄럼 베어링 지지면(938) 및 링형 턴테이블(936) 사이에서 발생한다. 공기 쿠션 서스펜션 장치는 만곡된 섹션 및 직선 섹션을 통해 작동한다.
차량에의 수직 충격을 완충시키기 위한 특별한 쿠션 재료는 공기 스프링 패드의 3개의 수평층(9127)에 내장된다. 패드의 수, 경도, 이러한 층들의 완충 특성은 차량의 크기 및 예상되는 수직 부하에 따라 변화된다.
차량의 2차 진동은 두가지 기능을 갖는다. 우선, 이는 가속과 다른 속도 동안 차량의 다른 부하 타입과 충격을 견디기 위한 2차 진동 및 감쇠 서스펜션 장치로서 작용한다. 둘째로, 이는 자동 레벨링 장치로서 작용해서 차량 내의 승객의 수에 독립하여 차량의 플로어 레벨이 항상 동일한 높이를 유지하게 된다. 예컨대, 차량이 승객들로 큰 부하를 받을 때, 자동 제어식 공기 압력 밸브(9124)는 서스펜션 공기 패드(9125) 내의 압력을 증가시킨다. 게다가, 차량 내에 승객이 얼마 없거나 또는 전혀 없을때, 자동 공기 압력 밸브는 서스펜션 패드 내의 공기 압력을 감소시킨다. 그러므로, 차량 바닥 및 승차 램프가 항상 동일한 수준에 위치하므로, 승객의 승차 및 하차 시에 차량 플로어면은 도어를 통해 승객들을 보다 효율적으로 처리할 것이고, 바닥 높이 차이 없이 차량에 휠체어를 출입할 수 있게 허용함으로써 휠체어를 이용하는 장애인들을 수용할 수 있을 것이다.
도23 및 도24를 참조하면, 모노레일 시스템용 트랙션 구동 휠의 휠 허브 내에 만들어진 미리 제조된, 콤팩트한, 차축-프리 모터-기어-브레이크("MGB") 조립체가 개시된다. 이러한 배열은 편평한 상부면(1002), 종방향 비임(1004), 상부 스테빌라이저 가이드 레일(1006), 차량 주행 궤도(1008), 수직 웨브(1010), 상향 휠 주행 궤도(1012), 스테빌라이저 휠 가이드 트랙(1014), 스테빌라이저 휠(1016), 상향 휠(1018), 구동 휠 타이어(1020), 전류 컬렉터(1022), 제어 도관(1024), 모노레일의 중심선(1026), 가이드 웨이와 가이드 레일, 보기 프레임(1028), 기어 박스와 디스크 브레이크 사이에 위치한 앵커 볼트(1030), 모터(1032), 유성 기어박스(1034), 디스크 브레이크(1036), 디스크 브레이크 캘리퍼(1038), 구동 휠 허브(1040), 휠 허브 스터드 볼트(1042), 차량 내의 낮은 플로어(1044), 타이어 위의 좌석 레벨(1046) 및 구동 휠 플랜지(1048)를 포함한다.
특히, 도23을 참조하면, 모터, 유성 기어박스, 캘리퍼 디스크 브레이크는 휠 허브의 중심선을 따라 부분적으로 휠 허브 안에 만들어진 콤팩트 유닛이다. MGB 유닛은 보기 프레임과 휠 플랜지에 의해 지지되고 구동 휠용 차축은 필요없다.
가능한 하나의 실시예에서, 표준의 49.53㎝(19.5인치) 강 또는 알루미늄으로된 휠 플랜지가 사용된다. MGB는 하나의 유닛같이 제조되어 운반될 수 있고, 도24에 도시된 바와 같이 장착되지 않은 보기 프레임에 직접 장착될 수 있다. 그 결과, 보기는 경량이고, 가격이 싸며, 공지된 대체품보다 덜 복잡할 것이다.
도23은 보기 프레임, 휠 플랜지 및 기어박스에 대해 두 개의 가능한 위치의 캘리퍼 디스크를 도시한다. 좌측 구동 휠에 있어서, 디스크 브레이크는 보기 프레임과 휠 플랜지 사이에 위치한다. 우측 구동 휠에 있어서, 브레이크는 유성 기어 박스의 단부에 장착된다. 인풋 또는 다이나믹 브레이크는 또한 콤팩트 기어 박스 유닛 내에 만들어질 수 있다. 다이나믹 브레이크의 하나의 공지된 제조자는 미국 인디애나주 라파예트의 페어필드(Fairfield)사이다.
차량이 급커브길을 주행할 때 MGB 조립체는 휠 보기의 피봇점 주위로 큰 회전을 허용한다.
H. 전류 컬렉터의 위치
이제 도25 및 도26을 참조하면, 절연된 전력 도관(76) 및 제어 도관(90)의 가능한 위치 설정의 대체 위치가 설명된다. 특히, 도26에서, 도시된 바와 같이 전력 도관(76)은 헤드부(24)의 상부에 위치되고, 제어 도관(90)은 스테빌라이저 가이드 레일의 하부 플랜지(77)에 장착된다. 다르게는, 도27에 도시된 바와 같이, 전력 도관(76)은 하부 플랜지(77)에 위치될 것이고 제어 도관(90)은 헤드부의 상부에 위치될 것이다. 물론, 이러한 도관 위치의 임의의 조합과 미국 특허 번호 제5,845,581호에서 설명된 도관의 위치는 필요시 사용될 수 있다.
I. 차량 구조와 설계
이제 도27a 내지 도31b를 참조하면, 다른 차량의 형상, 디자인 및 구조 방법이 설명된다. 특히, 각각의 차량은 노즈부(1102), 중앙 차량부(1104), 차량 출입구(1106) 후방 대 후방(back-to-back) 시트(1108)와 낮은 플로어(1110) 또는 높은 플로어(1112)를 포함한다. 필요하다면, 전방 차량(1114)과 후방 차량(1116)을 갖는 복수의 차량이 열차를 형성하도록 고정될 수 있다.
도27a 및 도27b를 참조하면, 각각의 차량은 중심 차량부(1104)에 고정된 두 개의 노즈부(1102)를 포함하는 조립식 부품으로 제조될 수 있다. 이러한 차량은 낮은 플로어(1110)를 구비하는데, 구동 휠의 최상부 지점이 이러한 낮은 플로어보다 높은 위치에 있도록 설치된다. 즉, 낮은 플로어는 구동 휠의 최상부 지점보다 낮은 위치에 형성되어 있다. 구동 휠의 타이어가 낮은 플로어 위로 돌출된 영역은 도시된 바와 같이 시트로 커버된다. 물론, 마주보는 타이어의 양 측부 사이에는 보행이 가능하도록 하는 플로어 공간이 형성되어 있으며, 이에 따라 승객들은 차량의 하나의 단부로부터 다른 단부까지 자유롭게 보행할 수 있다. 차량은 양호하게는 항공기용 알루미늄으로 제조된다.
도28a, 도28b 및 도29b를 참조하면, 열차를 형성하는 복수의 차량이 설명된다. 특히, 전방 차량(1114)은 중심 차량부(1104)에 고정된 노즈부(1102)를 포함한다. 후방 차량(1116)은 중심 차량부(1104)에 고정된 노즈부(1102)를 포함한다. 모든 중심 차량은 단지 중앙 차량부(1104)만을 포함하고, 인접한 차량 사이의 영역은 승객이 그들 사이를 자유롭게 보행을 허용하도록 개방되어 있다.
도28a, 도28b, 도29a, 도29b 및 도30에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 차량은 높은 플로어(1112)를 포함하는데, 높은 플로어(1112)는 플로어 전체가 구동 휠의 최상부 지점보다 높은 위치에 형성된다. 이에 따라, 이와 같은 차량 몇 대가 서로 결합한 열차의 경우, 각 열차들의 단부 대 단부(end-to-end) 전체에 걸쳐 보행이 방해받지 않는 플로어 공간이 마련된다. 각각의 차량은 양호하게도 항공기용 알루미늄으로 만들어진다.
복수의 중간 차량들이 필요하다면 승객 수요를 수용하기 위해 설치될 수 있다. 유사하게, 열차 크기 (즉, 중간 부분들의 길이)가 필요한 승객 하중을 수용하도록 조정될 수 있다.
도29a 및 도29b를 참조하면, 기본 차량 구조가 도28a 및 도28b에 도시된 것처럼 각각 개시되어 있다. 그러나, 차체는 양호하게는 복합 재료로 구성된다.
낮은 형상의 개인용 고속 차량(Personal Rapid Transit: PRT)가 도31a 및 도31b에 도시되어 있다. 이러한 차량은 승객 여섯 명과 휠체어 하나와 같은 소규모의 승객을 수용하기 위한 크기 및 형상이다. 차량은 높이가 통상적인 승객의 키보다 작도록 형성된다. 한편, 차량 지붕의 일부분으로 차량의 각 측면의 중심 부분에는 슬라이딩 또는 오버헤드 출입구가 형성되어 있는데, 이러한 슬라이딩 또는 오버헤드 출입구는 차량의 각 측면의 절반 정도에 걸쳐 형성된다. 이처럼, 차량의 지붕 중 이와 같은 슬라이딩 또는 오버헤드 출입구가 형성되는 부분은 수평 방향 또는 수직 방향으로 움직임이 가능하게 되며, 승객들은 선 상태로 차량을 출입하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 가이드 웨이 시스템 상에서 모두 작동할 수 있는 차량의 매우 다양한 형상 및 디자인의 측면에서, 시스템 상에서 주행하는 차량의 크기 및 형상은 승객 수요에 응답하여 날마다 또는 계절마다 변경될 수 있다. 더욱이, 각 차량은 운전사 없이 전자동으로 작동되도록 될 수 있다. 예를 들어, 자동 전가 제어 신호가 주행로의 상부에서 또는 비임 경로 내부에서 스테빌라이저 가이드 레일을 따라 장착된 유도식 도관을 통해 각 차량으로 전달될 수 있다.
J. 개선된 안전 특성
도32를 참조하면, 비상 가이드 휠 장치가 개시되어 있다. 특히, 안전 가이드 휠 프레임(1202)은 헤드부(1224)를 거의 둘러싼다. 비상 가이드 휠(1255a, 1255b)들은 차량 내의 팽창 타이어에 고장이 있을 경우 헤드부(1224)의 가이드 트랙(1226)들과 맞물리도록 안전 가이드 휠 프레임(1202)에 회전 가능하게 장착 고정된다. 추가적인 비상 가이드 휠(1255c, 1255d)들은 헤드부(1224)의 상부측과 맞물리도록 안전 가이드 휠 프레임(1202)에 회전 가능하게 장착 고정된다. 비상 가이드 휠(1255)들은 중실 고무, 우레탄, 또는 다른 적절한 비팽창성 재료로 구성될 수 있다.
구동 휠 또는 스테빌라이저 가이드 휠과 같은, 모노레일 시스템 내의 팽창 고무 타이어에 고장이 있을 경우, 비상 가이드 휠 장치는 가이드 레일을 둘러싸는 그의 안전 휠 프레임(1202)과 함께 비상 가이드 휠(1255)이 가이드 레일과 맞물리게 하고, 그에 의해 차량 탈선의 가능성을 감소시킨다. 프레임(1202)은 차량의 보기 또는 플로어 프레임에 부착될 수 있다.
또한, 구동 휠 및 가이드 휠로 사용된 것과 같은 공압 타이어들은 공압 타이어 압력이 뜻하지 않게 손실되는 경우에 타이어의 본래 상태를 유지시키는 (도시되지 않은) 내부 중심 지지 구조물을 포함하도록 될 수 있다. 이러한 타이어를 제조하는 업체들 중 하나는 뉴저지주 트레톤 소재의 허치슨 인더스트리스 인크.(Hutchison Industries Inc.)이고, 그러한 타이어를 "RUN-FLAT"이라는 상표로 판매하고 있다.
K. 개선된 절환 성능
개선된 절환 장치가 도33 내지 도37에 개시되어 있다. 특히 도33 내지 도37을 참조하면, 차량 주행 궤도(13300), 스테빌라이저 가이드 레일(13301), 레버 아암 조립체(13302), 온-라인 가이드 웨이(13303), 오프-라인 가이드 웨이(13304), 측면 비임 레일 예컨대, 측면 비임 가이드 레일(13305), 측면 비임 웨이(13306), 접촉식 측면 비임 휠(13308), 절환 휠 예컨대, 측면 레일 휠(13309), 휠 보기 프레임(13310), 레버 아암 조립체(13302), 레버 아암 조립체 보호 케이싱(13311), 차량 플로어 프레임(13312), 차량(13313), 고정 피봇점(13314), 연장 가능 피스톤(13315), 측면 비임 가이드 웨이(13305)의 광폭 진입부(13316)를 포함하는 차량 절환 장치 조립체가 개시되어 있다. 이러한 차량 절환 장치 조립체에서는, 차량의 주행 방향 절환을 위해 스테빌 라이저 가이드 레일의 일부분이 제거된다.
특히 도33 내지 도35를 참조하면, 자동으로 제어되며 차량에 탑재되거나 중앙 차량 제어 센터로부터 작동되는 개선된 차량 절환 장치 조립체(13302)가 도시되어 있다. 탑재식 절환 장치는 주행 궤도(13300)의 상부 상의 일정 구간에서 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(13301)의 일부분을 제거한 상태에서, 차량을 온-라인 가이드 웨이(13303)에서 다른 오프-라인 가이드 웨이(13304)로 이송한다. 이와 같이 스테빌라이저 가이드 레일의 일부가 제거된 부분은, 휠 보기에 설치된 두 개의 스테빌라이저 가이드 휠에서 발생 가능한 표면 접촉에 의한 저항의 발생 없이 하나의 가이드 웨이에서 다른 가이드 웨이로 차량을 안내할 수 있는 매끄럽고 방해물이 없는 표면 영역(13300)이 된다. 차량의 조향은, 측면 비임 웨이(13306)의 외측면에 측면 비임 가이드 레일(13305)를 부가 설치함으로써 수행된다. 이러한 측면 비임 가이드 레일(13305)는 가이드 웨이에 평행한 방향으로 연장 형성된다.
스테빌라이저 가이드 레일이 제거되지 않은 부분에서 차량이 진행하고 있을 경우와 같이 레버 아암 조립체(13302)가 작동되지 않을 때에는, 레버 아암 조립체(13302)는 차량(13313)의 플로어 프레임(13312) 아래에 결합되는 휠 보기 프레임(13310) 내에 위치한다. 레버 아암 조립체는 일 단부가 휠 보기 프레임(13310) 내부의 피봇점(13314)에 회전 가능하게 결합된다. 한편, 피봇점에 결합되는 일 단부와 대향하는 레버 아암 조립체의 다른 일 단부는 절환 휠인 측면 레일 휠(13309)에 결합된다. 차량이 스테빌라이저 가이드 레일 일부분이 제거되어 있는 표면 영역(13300)을 진행하면서, 제1 주행 방향을 정의하는 하나의 가이드 웨이(13303)로부터 제2 주행 방향을 정의하는 다른 가이드 웨이(13304)로 진행 방향을 절환하는 경우에, 피스톤(13315)은 레버 아암 조립체(13302)를 피봇점(13314)에 대하여 대략 90°로 회전시킨다. 이러한 위치에서, 측면 비임 휠(13308)은 비임 웨이(13306)의 외측면과 접촉하며, 절환 휠인 측면 레일 휠(13309)은 측면 비임 가이드 레일(13305)에 접촉한다. 차량이 진행함에 따라 측면 레일 휠(13309)은 측면 비임 가이드 레일(13305)의 광폭 진입부(13316)로 진입한다. 이에 따라, 스테빌라이저 가이드 레일(13301)이 제거된 구간에서는, 레버 아암 조립체(13302)와 결합되는 절환 휠이 측면 비임 가이드 레일(13305)과 접촉함으로써, 차량은 측면 비임 가이드 레일(13305)을 따라 하나의 가이드 웨이(13303)로부터 다른 가이드 웨이(13304)로 경로를 절환하게 된다. 이 때, 절환 휠인 측면 레일 휠(13309)은 측면 비임 가이드 레일(13305)과 접촉하게 된다. 스테빌라이저 가이드 레일이 제거된 구간에서는, 차량은 이러한 측면 비임 가이드 레일(13305)을 따라 주행 궤도 상에 머물거나 주행 궤도를 따라 진행하게 된다.
휠 보기가 두 개의 가이드 웨이, 온 라인 가이드 웨이(13303) 및 오프 라인 가이드 웨이(13304)의 교차점을 통과하게 되면, 보통의 스테빌라이저 가이드 레일(13301)이 차량의 안내를 맡는다. 이 지점에서, 비임 웨이(13306)의 측면을 따르는 비임 가이드 레일(13305)이 종료되며, 레버 아암 조립체(13302)가 비활성화되어 자동적으로 차량 플로어 하부의 케이싱(13311) 내로 90도 회전하여 복귀한다.
탑재식 절환 장치는 본 모노 레일 시스템에서 몇가지 적용예를 갖는다. 예를 들어, 보수 작업장 내에서, 차량은 탑재식 절환 장치를 사용하여 가이드 웨이로부터 다수의 서비스 및 도킹 베이 내로 안내될 수 있다. 도36에 도시된 바와 같이 오프 라인 스테이션을 적용할 때, 차량의 열은, 다른 열이 온 라인 가이드 웨이 상에서 통과할 수 있게 남아 있는 동안에 오프 라인 가이드 웨이 상에 적재될 수 있다. 다른 적용예는 교차 절환 장치 차량을 같은 레벨에서 주 가이드 웨이로부터 다른 가이드 웨이로 허용하며 그 반대로도 허용한다.
탑재식 절환 장치를 위한 이송 영역은 오히려 차량의 대략적인 길이보다 짧은 거리이다. 예를 들어 차량 상의 극한 횡풍에 대한 부가적인 안전을 위해, 이송 영역은, 예를 들어, 투명한 기포형 울타리에 의해 둘러 쌓이고 보호될 수 있다.
도37을 참조하면, 다른 차량 레일 절환 장치가 도시되어 있다. 도 37에 도시되는 절환장치는 2개의 차량의 주행 궤도 사이에서 어느 하나를 선택할 수 있는 절환 장치이다. 이 절환 장치에서는 제1 차량용 주행 궤도가 되는 제1 상부면 및 제1 상부면에 형성되는 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하는 제1 지지부, 제2 차량용 주행 궤도가 되는 제2 상부면 및 제2 상부면에 형성되는 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하며, 제1 지지부와 소정의 구간에서 교차하는 제2 지지부, 및 이와 같이 제1 지지부와 제2 지지부가 교차하는 소정의 구간의 중심점을 중심 피봇점으로 하여 이러한 교차 구간에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 상기 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일 또는 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일과 일직선을 이루도록 정렬되는 회전식 비가요성 절환 장치(14402)를 포함한다. 여기서, 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일 및 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일은 교차 구간에는 형성되어 있지 않으며, 이들 각각은 회전식 비가요성 절환 장치와 결합하는 경우에만 연속된 스테빌라이저 가이드 레일을 형성한다. 구체적으로, 이 절환 장치는 미국 특허 출원 제08/646,198호에 개시된 크랭크 모터(14340), 제1 상부면이 되는 제1 차량용 주행로 표면(14400), 제1 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14401), 소정의 길이(14404)를 갖는 회전식 비가요성 절환 장치(14402), 제1 차량용 주행로 표면과 제2 상부면이 되는 제2 차량용 주행로 표면(14500)의 교차 구간(14410), 제1 차량(14413), 제1 지지부인 제1 차량(14414)용 가이드 웨이(14414), 제1 차량용 절환 장치의 잠김 위치(14416), 절환 장치용 중심 피봇점(14418), 절환 장치 회전각(1420), 제2 상부면이 되는 제2 차량용 주행로 표면(14500), 제2 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14501), 제2 차량(14513), 제2 지지부인 제2 차량용 가이드 웨이(14514), 제2 차량용 절환 장치의 잠김 지점(14516)을 포함한다.
특히, 도37에 도시된 다른 절환 장치는 교차 구간(14410)에서 같은 높이로 각각 교차하도록, 두 개의 개별의 모노 레일 가이드 웨이(14414, 14514) 각각에서 제1 차량(14413) 및 제2 차량(14513)의 주행이 허용되도록 하는 길이(14404) 만큼의 회전식 비가요성 절환 장치(14402)를 제공한다. 이러한 절환 장치는, 교차 구간(14410)의 상부면 상의 중심 피봇점(14418)을 기준으로 회전할 경우, 제1차량용 및 제2 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14401, 14501) 중 어느 하나와 선택적으로 일직선으로 정렬된다.
도37에 도시된 바와 같이, 제1 차량(14413)은, 절환 장치(14402)가 제1 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14401)과 정렬된 위치(14416)에 있을 경우, 교차 구간(14410)을 가로질러 제1 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14401)을 따라 안내된다. 제2 차량(14513)이 교차 구간(14410)에 접근할 때, 절환 장치(14402)는 소정의 각도(14420)으로 피봇점(14418)에 대해 반시계 방향으로 회전하여 절환 장치(14402)를 제2 잠김 지점(14516) 내에서 제2 차량용 스테빌라이저 가이드 레일(14501)과 정렬시킨다.
상기 절환 장치는 지점들(14416, 14516) 사이에서 크랭크 모터(14340), 레버 암(14338), 가이드 슬롯(14332) 또는 미국 특허 출원 제08/646,198호에 개시된 유사한 장치에 의해 각(14420)으로 전후로 회전된다.
상기 절환 장치는 중심 모노 레일 조정 스테이션으로부터 자동으로 작동된다. 또한, 상기 절환 장치는 3개 이상의 교차 차량 주행로 사이에 절환 장치를 포함하도록 용이하게 변형될 수 있다.
양호한 실시예를 참조하여 본 발명의 원리를 설명하고 도시하여, 3개의 실시예가 장치 내에서 변형될 수 있고 본 발명의 원칙에서 벗어남이 없이 수정될 수 있다는 것은 자명하다. 본 발명의 원칙이 적용될 수 있는 실시예의 큰 다양성의 관점에서, 상술된 실시예는 단지 예시이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것은 자명하다. 오히려, 본 발명은 이하의 청구항과 동등물의 범위 내에서 도출될 수 있는 모든 변형을 포함한다.
따라서, 본 발명의 모노 레일 시스템은 적용에서 큰 유연성을 갖는다. 모노 레일 시스템은 속력이 다수의 정류장 사이의 짧은 거리에 의해 감소되는 도시 환경과, 정류장이 드물게 있고 속력이 마그레브 테크놀로지 실시예를 이용하여 시간당 480km 만큼 높을 수 있는 교외 지역에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 모노 레일 시스템의 작은 크기는 다양한 도시와 교외 지역에 모노레일을 설치하는 것을 가능하게 하여 환경에 대한 물리적이고 미학적인 영향력을 감소시킨다.
당업자는 본 발명의 모노 레일 시스템이 종래의 높은 운송 시스템의 절반 내 지 삼분의 일의 비용이 든다는 것을 알 수 있을 것이다. 비용과 구성 재료량의 절감 이유는 구성 요소의 작은 크기 때문이며, 구성 요소가 대량 생산 가능하며 현장에서 짧은 시간에 조립 가능하기 때문이다.
본 발명은 그것의 취지 또는 중심적인 특징에서 벗어남이 없는 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 예시는 모든 측면에서 단지 예시적이며 제한적이지 않는 것으로 간주될 것이다. 본 발명의 범위는 전술된 설명보다는 첨부된 청구항에 의해서 지시된다. 따라서, 본 청구항의 동등한 의미와 범위 내에서 나오는 모든 변형이 본 발명에 포함된다.

Claims (21)

  1. 종방향의 편평한 상부면(12, 112, 210, 212, 306, 512, 612, 1002)을 갖는 지지부(14, 214, 514, 614);
    두 개의 스테빌라이저 가이드 트랙(26, 126, 226, 326, 404, 526)을 구비하는 헤드부(24, 124, 224, 324, 401, 524)를 지지하는 수직 웨브(22, 222, 522)를 가지며, 상기 편평한 상부면에 대해 평행하게 그의 상부에 장착되어 상기 편평한 상부면을 두 개의 평행한 차량 주행 궤도(20, 120, 220, 520, 620, 1008)로 분할하는 종방향 스테빌라이저 가이드 레일(18, 118, 218, 300, 518, 618, 1006, 13301, 14401);
    상기 차량 주행 궤도에 수용되며, 소정의 차체 폭, 및 상기 차량 주행 궤도 및 상기 스테빌라이저 가이드 레일과 연결되는 보기(40, 140, 240, 540)와 차체(32, 132, 232, 532)를 가지는 하나 이상의 추진 차량(30, 120, 230, 530, 630); 및
    상기 보기에 작동가능하게 설치되어 상기 구동 휠을 직접 구동시키는 직접 구동 모터(548, 648, 1032)를 구비하는 직접 구동 추진 장치;를 포함하며,
    상기 편평한 상부면의 폭은 상기 추진 차량의 차체 폭보다 작고,
    상기 보기는 상기 차체와 보기 사이의 피봇점(42)에 대해 독립적으로 회전될 수 있고, 상기 차량 주행 궤도 중 적어도 하나와 접촉하며 휠 허브를 가지는 적어도 하나의 구동 휠(52, 552, 652, 804)을 구비하며,
    상기 직접 구동 추진 장치의 적어도 일부는 상기 휠 허브 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스테빌라이저 가이드 레일은 I-비임(400, 402)인 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편평한 상부면과 상기 스테빌라이저 가이드 레일은 가열되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량 주행 궤도는 가열되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보기 위에서 상기 차량을 지지하는 공기 쿠션 서스펜션(9125)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스테빌라이저 가이드 레일에 평행하고 각각 서로에 대해 평행하도록 상기 스테빌라이저 가이드 레일에 장착된 복수의 도전성 접촉 레일(76, 90); 및
    상기 차량에 장착되며, 전력이 상기 접촉 레일을 통해 상기 차량으로 전달되도록 상기 접촉 레일과 전기 접속된 하나 이상의 컬렉터 헤드(80)를 가지는 하나 이상의 전류 컬렉터(78);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 접촉 레일(76, 90)은 상기 스테빌라이저 가이드 레일의 상부에 장착되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스테빌라이저 가이드 레일은 상부 플랜지(24) 및 하부 플랜지(77)를 갖는 변형된 I-비임이며, 상기 상부 플랜지는 상기 헤드부를 형성하며, 상기 접촉 레일은 상기 하부 플랜지에 장착되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보기를 지지하는 하나 이상의 수직 부하 휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차량(1119)은 상기 구동 휠의 최상부 지점보다 낮은 위치에 형성되는 낮은 플로어(1110)와 일부분이 승객들의 상기 차량 출입 시에 움직이는 지붕을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 차량(1119)은 상기 구동 휠의 최상부 지점보다 높은 위치에 형성되는 높은 플로어(1112)와 일부분이 승객들의 상기 차량 출입 시에 움직이는 지붕을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 헤드부를 둘러싸는 안전 가이드 휠 프레임(1202); 및
    상기 안전 가이드 휠 프레임에 작동가능하게 고정되며 상기 헤드부와 맞물리는 위치에 형성되는 비상 가이드 휠(1255);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 직접 구동 추진 장치는 상기 직접 구동 모터와 일체로 형성되는 기어(650) 및 브레이크 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  14. 제5항에 있어서, 상기 보기는 상기 공기 쿠션 서스펜션을 통해 상기 차체의 무게를 상기 보기로 전달하는 턴테이블(536,936); 및
    차량 플로어 프레임(534)에 결합되어 상기 차량으로부터의 횡방향 힘을 상기 보기로 전달하는 피봇 볼 베어링 링(569);을 포함하며,
    상기 턴테이블은 미끄럼 베어링 지지면(538)에 대해 미끄러져 움직이는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  15. 제5항에 있어서, 상기 보기는 상기 공기 쿠션 서스펜션을 통해 상기 차체의 무게를 상기 보기로 전달하는 턴테이블(636); 및
    상기 차량 플로어 프레임(634) 아래에 결합되는 외주연 볼 베어링 링(6213);을 포함하며,
    상기 보기는 상기 외주연 볼 베어링 링 내부에서 독립적으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 모노레일 시스템은,
    상기 차량을 제1 주행 방향에서 제2 주행 방향으로 절환하는 것이 가능하도록 상기 스테빌라이저 가이드 레일의 일부가 휘어지거나, 제거되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스테빌라이저 가이드 레일은 소정의 길이를 갖는 가요성 스테빌라이저 가이드 레일부(300)을 구비하며,
    상기 가요성 스테빌라이저 가이드 레일부의 일 단부가 상기 지지부에 연결되며, 상기 소정의 길이에 걸쳐 휘어짐으로써 상기 차량의 주행 방향을 절환하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서, 휠 보기 프레임(13310)에 회전 가능하게 결합되는 제1 단부와 절환 휠(13309)에 결합되며 상기 제1 단부와 대향하는 단부로 구성되는 2개의 서로 대향하는 단부를 가지는 레버 아암 조립체(13302); 및
    가이드 웨이의 측면에 결합되고 상기 가이드 웨이에 평행한 방향으로 연장되며, 상기 절환 휠과 접촉 가능하도록 형성되어 상기 차량(13313)이 상기 주행 궤도(13300) 상에 머물거나 상기 주행 궤도(13300)를 따라 진행하도록 하는 측면 비임 가이드 레일(13305);을 더 포함하며,
    상기 스테빌라이저 가이드 레일(13301)의 일부가 제거되는 경우, 상기 절환 휠이 상기 측면 비임 가이드 레일과 접촉하여 상기 차량이 상기 제1 및 제2 주행 방향 사이에서 경로를 절환하도록 하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 제1 차량용 주행 궤도가 되는 제1 상부면 및 상기 제1 상부면에 형성되는 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하는 제1 지지부;
    제2 차량용 주행 궤도가 되는 제2 상부면 및 상기 제2 상부면에 형성되는 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일을 구비하며, 상기 제1 지지부와 소정의 교차 구간에서 교차하는 제2 지지부; 및
    상기 교차 구간의 중심점을 중심 피봇점으로 하여 상기 교차 구간에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 상기 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일 또는 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일과 일직선을 이루도록 정렬되는 회전식 비가요성 절환 장치(14402);를 더 포함하며,
    상기 제1 종방향 스테빌라이저 가이드 레일 및 제2 종방향 스테빌라이저 가이드 레일은 상기 교차 구간에는 형성되어 있지 않고, 각각 상기 회전식 비가요성 절환 장치와 결합하는 경우에만 연속된 스테빌라이저 가이드 레일을 형성하는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 2개의 스테빌라이저 가이드 트랙은 상기 수직 웨브에 대해 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 모노레일 시스템.
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