KR100792612B1 - 유궤도대차 시스템 - Google Patents

Abstract

연직 방향으로 돌출된 가이드 레일(56,56)을 주행레일(50)의 좌우에 설치한다. 유궤도대차에 좌우의 가이드 롤러(20,21)를 설치하고, 좌우의 가이드 레일(56,56)의 내면에서 가이드되도록 한다. 좌우의 가이드 레일(56,56)보다 외측에 승강 수단을 구비한 분기 롤러(22,23)를 유궤도대차의 좌우 쌍방에 설치한다. 분기 롤러(22,23)를 승강시켜서, 가이드 레일(56,56)의 외면에서 가이드되는 상태와 외면에 비접촉 상태의 사이에서 전환함으로써, 유궤도대차의 분기와 직진을 제어한다.

분기부 이외의 구간(직진구간)에서 가이드 롤러(20,21)를 안내하는 가이드 레일(56,56)의 외면에 어느 하나의 분기 롤러(22,23)를 접촉시킴으로써, 직진이나 분기를 제어할 수 있다.

Description

유궤도대차 시스템{TRACK CARRIAGE SYSTEM}

도1은 실시예에서 이용된 천정주행차의 전후 보기대차 주요부를 나타낸 평면도이다.

도2는 실시예에서 이용된 천정주행차의 분기 롤러의 승강 기구를 나타낸 주요부 측면도이다.

도3은 실시예에서 이용된 편심 롤러의 측면도이다.

도4는 실시예의 천정주행차 시스템에서의 분기부의 주행레일을 나타내는 수평 단면도이다.

도5는 직선구간에서의 가이드 롤러와 분기 롤러의 가이드 레일에 대한 위치를 나타낸 도이다.

도6은 분기부를 직진할 시의, 가이드 롤러와 분기 롤러의 가이드 레일에 대한 위치를 나타내는 도이다.

도7은 분기부에서 분기할 시의 가이드 롤러와 분기 롤러의 가이드 레일에 대한 위치를 나타내는 도이다.

도8은 차륜접촉면의 절단부를 주행륜이 통과할 시의 모습을 모식적으로 나타내는 도이다.

도9는 도4의 분기부를 천정주행차가 직진할 시의 모습을 모식적으로 나타낸 도이다.

도10은 도9의 X-X방향을 따라서, 직진 시의 주행 레일 내의 가이드 롤러와 분기 롤러 및 주행륜의 배치를 모식적으로 나타낸 도이다.

도11은 도4의 분기부를 천정주행차가 분기할 시의 모습을 모식적으로 나타낸도이다.

도12는 도11의 Xii-Xii방향을 따라서, 분기 시의 주행레일 내의 가이드 롤러와 분기 롤러 및 주행륜의 배치를 모식적으로 나타낸 도이다.

본 발명은 주행레일을 따라 주행하는 유궤도대차를 이용한 시스템에 관한 것이며, 특히 유궤도대차의 분기 제어에 관한 것이다.

유궤도대차 시스템은 크린룸 안이나 일반 공장, 병원, 도서관, 야외 등에서, 유궤도대차에 의해 물품을 반송하는 시스템이다. 복잡한 주행레일의 레이아웃을 설치하는데는 분기가 필요하게 되고, 특허문헌 1은 유궤도대차의 분기 제어에 대하여 개시하고 있다. 특허문헌 1에서는 분기부에서, 주행 레일 안에 직진용과 분기용의 한쌍의 안내홈을 형성하고, 유궤도대차에는 안내홈에 대응하여 한쌍의 분기용 롤러를 설치한다. 그리고 분기 롤러를 안내홈에 가이드되는 위치와 자유 위치 사이에서 출몰 가능하게 하고, 어느 분기 롤러를 안내홈에서 가이드하는가로 직진과 분기를 제어한다. 또, 분기부 이외에서는 가이드바퀴가 주행레일의 수직부에서 안내되도록 되어 있다. 그러나 이 유궤도대차 시스템에서는 분기 제어를 위해서만, 한쌍의 안내홈을 형성할 필요가 있고, 주행레일이 복잡한 형상으로 되어있다.

본 발명의 과제는 간단한 구성으로, 직진과 분기를 제어할 수 있는, 유궤도대차 시스템을 공급하는데 있다.

청구항 2의 발명에서의 추가의 과제는 분기 롤러의 높이 위치를 확실하게 제어할 수 있도록 해서, 직진/분기의 제어를 확실하게 행할 수 있도록 하는데 있다. 청구항 3,4의 발명에서의 추가의 과제는 분기 롤러의 승강이 가이드 레일과 간섭하지 않도록 하여, 분기부 직전에서의 감속의 필요를 없애고, 또한 직진/분기의 어느 경우나 덜컹거리지 않고 고속으로 분기부를 주행할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 유궤도대차 시스템은 연직 방향으로 돌출된 가이드 레일을 주행레일의 좌우에 설치함과 아울러, 유궤도대차 시스템에 좌우의 가이드 롤러를 설치하여, 상기 좌우의 가이드 레일의 내면에서 가이드하고, 또한 상기 좌우 가이드 레일보다 외측에 승강 수단을 구비한 분기 롤러를 유궤도대차의 좌우 쌍방에 설치하고, 상기 분기 롤러를 승강시켜서 상기 가이드 롤러의 외면에서 가이드되는 상태와 외면에 비접촉 상태의 사이에서 전환함으로써, 유궤도대차의 분기와 직진을 제어하도록 한 것이다.

바람직하게는 구동수단에 의해 회전 가능한 캠플레이트에 나선형상의 캠을 설치하고, 상기 나선형상의 캠에 의해 캠 종동자를 통하여 상기 분기의 롤러를 승강시키고 또한 상기 나선형상의 캠에, 상기 분기 롤러의 정지 위치에 대응하여, 상기 캠플레이트의 회동중심으로부터의 곡률반경이 거의 일정한 영역을 적어도 2개소 형성하도록 한다.

더욱 바람직하게는 상기 분기 롤러와 상기 가이드 레일 사이에 간극이 생기는 영역을 상기 가이드 레일의 직진 구간에 설치하여 상기 분기 롤러를 승강시킴과 아울러, 상기 가이드 레일의 분기부에서는, 좌우 어느 한쪽 측의 상기 분기 롤러와 상기 가이드 롤러를 함께 상기 가이드 레일에 밀착되도록 한다. 또한 분기부에 있어서의 상기 가이드 레일의 폭을 직진구간에 있어서의 상기 가이드 레일의 폭보다 넓게 함으로써, 상기 간극을 형성하도록 한다.

본 발명의 유궤도대차 시스템에서는 분기부 이외의 구간(직진구간)에서 가이드 롤러를 안내하는 가이드 레일의 외면에, 어느 한개의 분기 롤러를 접촉시킴으로써, 직진과 분기를 제어하는 것이 가능하다.

청구항 2의 발명에서는 캠플레이트의 회동에 의해, 나선형상의 캠을 따라 캠 종동자가 예를 들면, 왕복운동하고, 이것에 의해 분기 롤러가 승강한다. 나선형상의 캠에는 캠플레이트의 회동 중심으로부터의 곡률 반경이 대략 일정한 영역을 분기 롤러의 정지 위치에 대응하여 형성하고, 캠 종동자가 이 영역에 있을 때에 캠플레이트를 정지시킨다. 그렇게 하면, 분기 롤러의 승강을 정지시켰을 때의 높이 위치는 캠플레이트의 정지위치가 다소 변경되어도, 대략 일정하게 되고, 정확하게 분기 롤러의 높이 위치를 제어할 수 있다.

청구항 3의 발명에서는 분기 롤러와 가이드 레일의 사이에 간극이 있는 직진구간의 영역에서 분기 롤러를 승강시켜서, 분기인지 직진인지를 선택한다. 분기 롤러의 승강은 가이드 레일과 간섭하지 않기 때문에, 분기부의 직전에서 유궤도대차가 감속할 필요가 없고, 분기 롤러의 승강도 원활하게 행할 수 있다. 또 분기부에서는 좌우 어느 한측의 분기 롤러와 가이드 롤러가 가이드 레일의 외면과 내면에 거의 간극없이 밀착됨으로써 유궤도대차를 지지하기 때문에, 주행륜이 노면에서 떨어진 위치라도 유궤도대차에 덜컹거림이나 충격이 가해지지 않는다. 따라서 분기부를 직진하는 경우도 분기하는 경우도 고속으로 주행할 수 있다.

청구항 4항의 발명에서는 가이드 레일 폭을 분기부에서 광폭으로 하여, 가이드 롤러와 분기롤러가 가이드 레일을 간극 없이 끼여 들어가도록 하여, 직진구간에서 가이드 레일의 폭을 좁혀서, 분기 롤러와 가이드 레일 사이에 간극이 생기도록 한다. 이처럼 가이드 레일의 폭을 바꿈으로써, 분기 롤러를 가이드 레일에 접촉시키거나, 간극을 갖게 하거나 할 수 있다.

도면에 있어서, 도면부호 2는 천정주행차이며, 도면부호 4,5는 전후 한쌍의 보기(bogie)대차이다. 도면부호 6은 천정주행차 본체이다. 천정주행차 본체(6)는 전후의 축(8,8)에 의해 보기대차(4,5)의 하부에 지지된다. 전후의 축(8,8)을 접속하도록 프레임(10)이 설치된다. 프레임(10) 상의 주행모터(12)를 통하여 구동륜(14)을 구동한다. 구동륜(14)은 주행 레일 상부 하면에 도시하지 않는 가압 수단에 의해 밀착되어, 천정주행차(2)를 주행시킨다.

전후의 보기대차(4,5)에는 자유륜의 주행륜(16,18)을 설치하여, 주행레일의 하부의 상면을 차륜접촉면으로서 주행한다. 보기대차(4,5)의 상부에 예를 들면, 전 후 좌우 각 1륜으로 합계 4륜의 가이드 롤러(20,21)를 설치하고, 가이드 레일의 내측의 가이드면에 의해 가이드한다. 또한 가이드 롤러(21)는 편심 롤러이며, 그 구조를 도3에 나타낸다. 가이드 롤러(20)는 통상 프리 롤러이다. 또 보기대차(4,5)의 주행방향 중앙부 부근에서, 가이드 롤러(20,21)의 좌우 방향 외측에 한쌍의 분기 롤러(22,23)를 설치한다. 그리고 분기 롤러(22,23)는 위상을 역으로 하여 승강한다.

도면부호 24,25는 좌우의 캠플레이트로, 공통의 승강 모터(26)와 브레이크(28)에 의해 구동된다. 도면부호 30은 스윙암(Swing arm)이고, 도면부호 32는 스윙 중심이 되는 핀이다. 또 스윙암(30)의 일단에 승강체(34)를 부착하고, 승강체(34)는 분기 롤러(22,23)와 함께 승강한다. 도면부호 36은 승강체(34)의 승강운동을 가이드하기 위한 승강 가이드이며, 예를 들면, 리니어 가이드를 이용한다. 도면부호 35는 승강체(34)에 형성된 홈이며, 스윙암(30)의 끝단에 설치된 핀 등을 승강체(34)에 대하여 슬라이딩시킨다.

캠플레이트(24,25)에는 그 회동 중심(37)의 주위에 나선형상의 캠홈(38)을 형성하고, 스윙암(30)의 끝부에 설치된 캠 종동자(40)를 캠홈(38)에 의해 가이드한다. 또한 캠플레이트(24,25)에 설치된 캠은, 홈형상의 캠에 한정되지 않고, 캠 종동자를 안내하는 나선형상의 캠이라면 좋다. 또 캠플레이트(24,25)나 스윙암(30)은 예를 들면, 연직면 내에서 회동하여, 분기 롤러(22,23)를 승강시킨다. 캠홈(38)에는 회동 중심(37)으로부터의 곡률 반경이 일정한 동심원형상의 영역이 예를 들면 3개소 있다. 가장 곡률반경이 작은 영역이 저위치 영역(42)이며, 이곳에서부터 캠플레이트(24,25)를 예를 들면, 180°회전시킨 위치에 중위치 영역(43)이 있다. 또한 예를 들면, 180°회동시킨 위치에 고위치 영역(44)이 있다.

저위치 영역(42)과 고위치 영역(44)에서는 각각 캠플레이트(24,25)의 회전각(위상)이 45°의 범위이다. 캠홈(38)은 동심원형상이며, 중위치 영역(43)에서는 예를 들면, 위상이 90°의 범위에서 캠홈(38)이 동심원형상이다. 그리고 캠플레이트(24,25)의 회동 범위는 360°강이다. 캠플레이트(24,25)에는 다른 부분보다 반경방향으로 돌출된 피검출부(45,46)를 설치한다. 위상센서(48)에 의해, 피검출부(45,46)를 검출한다. 위상센서(48)는 예를 들면 피검출부(45,46)의 단차(엣지)를 검출하고, 엣지의 위치는 영역(42,43,44)이 동심원형상으로 되어 있는 부분의 대략 중앙부이다.

즉, 캠 종동자(40)가 영역(42,43,44)의 대략 중심에 왔을때, 피검출부(45,46)의 엣지를 이용하여 위상 센서(48)에 의해 검출한다.

좌우 한쌍의 캠플레이트(24,25)는 승강 모터(26)와 브레이크(28)에 의해 회동하고 정지한다. 캠홈(38)의 배치를 캠플레이트(24,25)에서 다르게 하여, 캠플레이트(24)측에서 캠 종동자(40)가 고위치 영역(44)에 있을 때, 캠플레이트(25)측에서는 캠 종동자는 저위치 영역(42)에 있도록 한다. 또 좌우의 캠플레이트(24,25)에서 중위치 영역(43)은 동일 위상으로 나타나도록 한다. 이처럼 캠플레이트(24,25)에서는 캠의 위상을 180°다르게 한다. 그리고 제어부(49)에서 위상 센서(48)의 신호에 의해, 승강 모터(26)와 브레이크(28)를 제어하고, 분기 롤러(22,23)의 높이를 제어한다. 단, 분기 롤러(22,23)의 승강 기구 자체는 임의이다.

도3에 가이드 롤러(21)의 예를 나타낸다. 도면부호 21r은 프리 롤러로 이루어진 편심롤러이며, 그 축(21b)과 부착부(21c)의 축이 편심되어 있다. 부착부(21c)의 나사를 돌림으로써, 좌우 한쌍의 가이드 롤러 사이의 거리를 현장에서 조정할 수 있다. 또한 편심 롤러측의 분기 롤러, 예를 들면 여기에서는 분기 롤러(22)도 마찬가지로 편심롤러로서, 좌우 방향 위치를 조정가능하게 하는 것이 바람직하다.

도4~도12를 참조하여, 주행레일(50)의 구성과 분기부에서의 천정주행차의 동작을 설명한다. 각 부재의 부호는 도4~도12에 없는 부호라도 도1~도3의 부호를 그대로 사용하는 경우가 있다. 도면부호 51은 주행레일(50)의 분기부이며, 도면부호 52는 직진구간(분기나 합류가 없는 구간의 의미)이다. 박스형상의 주행레일(50)의 하부 상면에 좌우의 차륜접촉면(53,53)을 설치하여, 주행륜(16,18)을 지지한다. 그리고 차륜접촉면(53,53)의 사이에 개구(54)를 형성하여 보기연결용의 축(8)을 통과시킨다. 또, 주행레일(50)의 상부 저면의 좌우에, 연직방향 하향으로 돌출된 가이드 레일(56)을 설치한다. 가이드 레일(56)의 폭을 직진 구간(52)과 분기부(51)에서 다르게 하여, 분기부(51)에서는 직진구간(52)보다 예를 들면, 1mm정도 좌우방향의 외측(분기 롤러(22,23)의 접하는 측)에 광폭의 광폭부(58)로 한다.

이 결과, 직진구간(52)에서는 분기 롤러(22,23)와 가이드 레일(56) 사이에 예를 들면 1mm정도의 간극이 발생한다. 분기부(51)의 광폭부(58)에서는 가이드 레일의 외면과 분기 롤러 사이에 좌우 방향의 간극은 없다. 또한 좌우의 가이드 레일(56,56) 사이의 간극은 직진구간(52)에서도 분기부(51)에서도 일정하다. 설치시 등에 편심된 가이드 롤러(21)를 이용하여, 가이드 롤러(20,21) 사이의 간격을 조정하 기 때문에, 가이드 레일(56,56)의 내면에 가이드 롤러(20,21)가 상시 밀착한다.

주행레일(50)의 레이아웃에서는 도4의 아래부터 위로의 주행이 직진이며, 아래부터 우측으로의 주행이 분기이다. 개구(54)의 좌측 부근에는 가이드 레일(56)이나 그 광폭부(58)가 간극 없이 배치되고, 우측 부근에도 절단부(64)를 뺀 가이드 레일(56)이나 그 광폭부(58)가 배치되어 있다. 분기부에는 개구(54)가 Y자 형상이 되는 Y자부(62)가 있다.

도5에 직진구간(52)에서의 가이드 레일(56)에 대한 가이드 롤러(20,21)나 분기 롤러(22,23)의 위치를 나타낸다. 가이드 레일(56,56)의 내면이 가이드면(60)이며, 외면이 가이드면(61)이다. 가이드면(61)의 위치는 광폭부에서는 가이드 레일(56)의 외측쪽으로 1mm정도 시프트한다. 직진구간에서는 분기 롤러(22,23)는 예를 들면 중위치의 높이에 있고, 가이드면(61)과의 사이에 간극(g)이 있다. 따라서, 분기 롤러(22,23)는, 가이드 레일(56)과 간섭하지 않고 승강할 수 있다. 그리고 직진구간에서는 좌우의 가이드 롤러(20,21)가 좌우의 가이드면(60,60)에 간극 없이 접함으로써, 천정주행차가 가이드된다.

분기부를 직진하는 경우, 도6에 나타낸 바와 같이, 분기 롤러(23)가 고위치이며, 분기 롤러(22)는 저위치이다. 도4의 Y자부(62)에서는 가이드 롤러(21)와 분기 롤러(22)는 모두 가이드 레일에 접하고 있지 않은데, 가이드 롤러(20)와 분기 롤러(23)가 광폭부(58)의 가이드면(60,61)에 모두 간극 없이 접함으로써, 보기대차의 자세가 유지된다.

분기부에서 분기하는 경우, 도7에 나타낸 바와 같이, 분기 롤러(22)가 고위 치이며, 분기 롤러(23)가 저위치이다. 도4의 Y자부(62)에서는, 가이드 롤러(20)와 분기 롤러(23)는 모두 가이드 레일에 접하고 있지 않은데, 가이드 롤러(21)와 분기 롤러(22)가 광폭부(58)의 가이드면(60,61)에 모두 간극 없이 접함으로써, 보기대차의 자세가 유지된다.

Y자부(62)를 통과할 시의 주행륜(16)등의 모습을 도8의 실선으로 나타낸다. Y자부(62)에서 주행륜(16)등이 차륜접촉면(53)으로부터 떨어지면, 도면의 쇄선과 같이 약간 내려앉게 되어서, 보기대차가 덜컹거리게 된다. 그러나 실시예에서는 롤러(20,23) 혹은 롤러(21,22)가 광폭부(58)를 간극 없이 끼여 들어가 덜컹거림을 방지 할 수 있다.

도9, 도10에 직진 시의 동작을 나타낸다. 도면에서는 분기 롤러(23)가 고위치이며, 분기 롤러(22)가 저위치이다. 우측의 분기 롤러(22)는 가이드 레일(56)에 접촉되지 않고, 좌측의 분기 롤러(23)와 가이드 롤러(20)가 가이드 레일(56)의 광폭부(58)를 간극 없이 끼여 들어가서 직진을 선택한다. 직진을 위한 분기 롤러(22,23)의 승강은 바로 앞의 직진구간(52)에서 행한다. 이때, 분기 롤러(22,23)의 승강은 가이드 레일(56)과 간섭하지 않아, 덜컹거리지 않고 고속으로 분기부를 직진할 수 있다.

도11, 도12에 분기 시의 상태를 나타낸다. 여기서 우측의 분기 롤러(22)는 고위치이며, 가이드 롤러(21)와 함께 광폭부(58)를 간극 없이 끼여 들어가도록 하여 가이드된다. 좌측의 분기 롤러(23)는 저위치이며, 가이드 레일의 하측을 통과한다. 또 분기를 위한 분기 롤러(22,23)의 승강은 바로 앞의 직진구간(52)에서 행하여, 덜컹거리지 않고 고속으로 분기부를 분기할 수 있다.

실시예에서는 직진구간(52) 전체에서, 가이드 레일의 폭을 광폭부(58)보다 좁게 했는데, 분기부의 직전의 소정의 영역에서만 폭을 좁혀도 좋다. 또 분기부로 바꿔서 합류부를 설치하는 경우, 도4의 위측 위에서 아래로 천정주행차를 주행시키면 좋다. 그 경우의 분기 롤러(22,23) 등의 동작은 도4의 위에서 아래로 직진하는 경우는 도9와 마찬가지로 하고, 도4의 우상에서 아래로 주행하여 합류하는 경우는 도11과 마찬가지로 한다. 실시예에서는 분기 롤러(22,23)의 높이 위치를 3단계로 했는데, 분기/직진의 2단계로서, 예를 들면, 직진구간에서는 원칙으로서 직진으로 하고, 분기하는 경우는 분기부의 직전에서 바꾸도록 해도 좋다.

또 실시예에서는 가이드 롤러(20,21)를 보기대차 당 전후에 각 한쌍 설치하고, 분기 롤러를 대차 전후방향에서 이들의 중간에 배치했는데, 반대로 분기 롤러를 전후에 각 한쌍 설치하고, 이들의 전후 방향의 중간에 가이드 롤러를 설치해도 좋다. 이 경우, 보기대차 당, 분기 롤러가 4개, 가이드 롤러가 2개가 된다.

실시예에서는 천정주행차를 나타냈는데, 주행레일을 지상에 부설한 유궤도대차라도 좋다. 또 천정주행차의 경우에도, 주행레일의 상측에 개구를 설치하여, 이 개구 상에 화물대 등을 배치한 것이어도 좋다. 이 경우, 가이드 레일은 주행레일의 상부 저면에서 개구의 좌우 등에 설치된다.

실시예에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 덜컹거리지 않고 분기에서도 직진에서도 고속으로 분기부를 주행할 수 있다.

(2) 분기인지 직진인지의 선택에서 분기 롤러의 승강을 위해 감속할 필요가 없다.

(3) 가이드 레일의 폭을 분기부에서 좌우 방향 외측으로 넓힘으로써, 분기 롤러가 직진구간에서는 가이드 레일에 접촉하지 않고, 분기부에서만 간극 없이 접촉하도록 할 수 있다.

(4) 좌우의 가이드 롤러가 함께 가이드 레일의 내면에 간극 없이 접촉하도록, 가이드 롤러의 간격을 현장에서 조정할 수 있다.

Claims (4)

1. 연직방향으로 돌출된 가이드 레일을 주행레일의 좌우에 설치함과 아울러, 유궤도대차에 주행륜, 상기 좌우의 가이드 레일의 내면에서 가이드하는 좌우의 가이드 롤러 및 상기 좌우의 가이드 레일보다 외측에 위치한 승강 가능한 좌우의 분기롤러를 설치하고, 상기 분기롤러의 승강에 의해 직진과 분기를 전환하는 유궤도대차 시스템에 있어서,

   상기 유궤도대차에, 구동수단에 의해 연직면내에서 회동가능한 캠플레이트를 설치하고,

   상기 캠플레이트에, 상기 캠플레이트의 회동중심으로부터의 곡률반경이 변화하는 나선형상의 캠을 설치하고, 상기 나선형상의 캠의 곡률반경의 변화에 의해 캠 종동자를 통하여 상기 분기 롤러를 승강시키고,

   또한 상기 나선형상의 캠에, 분기 롤러의 정지 위치에 대응하여, 캠플레이트의 회동 중심으로부터의 곡률반경이 일정한 영역을, 적어도 2개소 설치한 것을 특징으로 하는 유궤도대차 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 분기 롤러와 상기 가이드 레일 사이에 간극이 생기는 영역을 상기 가이드 레일의 직진구간에 형성하여 상기 분기 롤러를 승강시킴과 아울러, 상기 가이드 레일의 분기부에서는, 좌우 어느 한쪽측의 상기 분기 롤러와 상기 가이드 롤러를 모두 상기 가이드 레일에 밀착시키도록 한 것을 특징으로 하는 유궤도대차 시스템.
4. 제3항에 있어서, 분기부에 있어서의 상기 가이드 레일의 폭을 직진 구간에 있어서의 가이드 레일의 폭보다 넓게 함으로써, 상기 간극을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 유궤도대차 시스템.

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