KR100799701B1 - 모노레일 운행 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도심지, 관광지 등을 왕복하면서 승객을 운송하는 모노레일운행시스템에 관한 것이다.

도심이 고밀도화되어 가면서 단위면적당 거주 혹은 상주 인원이 기하급수적으로 상승하며, 그와 함께 교통량도 급증하게 된다. 그러나 도심의 면적은 제한되고 제한된 면적에 주차문제가 겹치고, 공해가 더욱 심화되는 등 복잡한 교통문제를 야기하고 있다.

이러한 문제를 해소하고자 대중교통 수단으로 전철, 지하철, 그리고 더 나아가서 경전철 등이 보급되고 있다.

그러나 이러한 교통 체계는 일단 초기 설치를 위한 막대한 토목 건설 비용문제로 쉽사리 설치하기 어렵다. 설사 설치가 되었다 하여도 초기 투자 비용이 막대하다 보니 유지비용과 초기투자비용이 겹치면서 일반 사용자의 요금으로는 채산성을 맞추지 못하는 어려움을 안고 있다. 이러한 어려움은 전철관리의 인건비 상승과 고질적인 노사분규 등으로 해결의 실마리가 거의 보이지 않고 있다.

본 발명은 기존의 이러한 전철이나 경전철이 처한 가장 커다란 단점이 초기 설치를 위한 막대한 토목공사비와 그 부대 비용 등 그리고 설치운영시 발생하는 각종 운영비중 막대한 인건비를 최대한 억제한 새로운 모노레일운행시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 기존의 전철이나 경전철에 비하여 운행되는 차량의 규모를 축소하 며, 브레이크장치를 없애도록 하고, 모든 운전을 전자동화하였다. 따라서 중앙콘트롤부에서 승객의 수에 따라 운행간격을 임의로 조절가능하게 하였다. 또한 레일의 설치규모도 소형화와 현장조립식으로 구성하여 기존의 도심지 도로에 대한 손상이 없이 최단시간내에 설치가 가능하고 특히 도심지에 설치된 각종 건물을 승하차장으로 그대로 이용가능하게 하여 정거장 설치비용도 대폭 절감하게 되었다.

본 발명은 승객이 탑승하는 탑승부를 소형화하며, 차량을 구동하는 구동차륜을 비접촉식 브레이크 시스템인 자석에 의한 브레이크가 가능하게 하였다. 또한 브레이크기능과 함께 자력에 의하여 주행레일, 안내레일을 동시에 흡착하도록 하여 차량의 균형과 안정성을 확보하도록 하였다. 특히 경사각이 10도이상 되는 급경사도 운행이 가능하게 하여 복잡한 도심에서도 승강하강이 자유롭게 하였다.

또한 본 발명은 구조를 초경량화가 가능하고, 진동소음이 적어 기존에 설치된 건물에 직접 연결하거나 혹은 건물 자체에 정거장을 설치운행도 가능하게 하였다.

그 결과 이미 도심이 과밀집화되어 더 이상의 대중교통 시설의 설치가 불가능한 지역에도 간단하게 설치운영이 되어 도심교통의 문제를 단시간에 해결가능하다. 또한 설치가 조립식으로 되므로 운행중에 발생하는 고장등의 보수점검도 간단한 부품교체 정도의 조립만 가능하면 가능하여 운영비용도 최소화할 수 있다. 더나아가서 차량운행에는 조종인원이 없는 무인화를 가능하게 하여 철도나 전철의 운영시 발생하는 고질적인 임금상승과 그에 따른 노사갈등 등의 문제도 근본적으로 해소하는 것이다.

모노레일, 경전철

Description

모노레일 운행 시스템{Monorail system for multi-terrain}

본 발명은 도심지역 혹은 자연보호지역 혹은 일반교통차량이 접근이 어려운 오지(奧地) 등 일정량의 교통운행시스템이 필요한 곳에 최저의 비용과 최소한의 인프라구축만으로 설치운행가능한 모노레일운행 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 특히 지하철, 경전철 등과 같이 운행을 위한 구조물 설치에 막대한 초기자본이 투입되어야 하며, 구조물 설치시 주변 환경의 파괴, 구조물 설치를 위한 토지수용, 설치 후 운행을 위한 막대한 유지보수 비용 등의 소모가 획기적으로 절감되는 새로운 모노레일 운행 시스템에 관한 것이다.

모노레일을 이용한 운행시스템은 기본적으로 도 1에 도시하듯이 모노레일을 교각구조위에 설치하고, 이 모노레일위에 차량을 설치한다. 모노레일을 운행하는 구동구조는 모노레일의 양 측면에서 운행차량을 잡아주는 안내차륜(6)이 설치되어진다. 그리고 집전장치(7)와 안정차륜(8)이 동시에 설치되어 동력공급과 함께 안정화를 유도한다. 그리고 구동차륜(1)이 모노레일 상면에 설치되어 지고, 이 구동차륜은 구동장치(4)에 의하여 동력을 공급받아 구동한다.

이러한 구조의 모노레일 시스템을 설치하기 위하여 서울 일부 지역에 설치제안서로 제출한 조감도인 도 2 를 살펴보면, 조감도 상으로는 언뜻 대단히 친환경적이고 우수한 듯 보이지만, 수많은 단점을 안고 있는 것이다.

우선 기존 도로의 중앙 차로를 교각구조물이 차지하게 될 수밖에 없다. 즉, 모노레일이 설치되면 모노레일을 지지할 기둥인 교각 구조물이 기존 도로의 1개 차선 정도를 점령하게 된다. 그 결과 가뜩이나 모자란 차선을 점령하게 되어 과연 이것이 교통체증 해소에 도움이 될지에 대한 심각한 고려가 필요한 것이다. 또한 이러한 구조물을 설치하기 위하여 교각구조물을 기존도로상에 설치하기 위해서는 막대한 토목공사가 필요하며, 설치기간 동안 통행이 제한됨은 물론이고 설치후에도 이 부분은 전혀 도로로서의 기능이 상실되어 버린다. 더욱 문제로 되는 것은 이러한 구조물을 유지보수하기 위한 별도의 비용이 지속적으로 막대하게 발생할 수 밖에 없다.

그외에도 모노레일의 탑승부 중앙에 구동차륜(1)이 설치되어, 탑승부의 내측중앙에 구동차륜에 해당하는 만큼 돌출부가 형성되어 실내공간이 협소하게 되어 차량의 구조상 구동차륜의 대형화가 어려웠다. 따라서 소형의 구동차륜이 설치될 수 밖에 없고, 구동중 발생하는 소음이나 진동이 실내로 전달되어 승차감이 크게 떨어진다. 더 나아가서 구동차륜의 높이만큼 탑승부가 종적으로 커지게 되어 그만큼 구조적 안정성과 경제성을 떨어뜨린다.

또 다른 문제점은 종래의 모노레일 시스템은 탑승인원이 1량당 적어도 100명이상을 목표로 구성하며, 이 차량을 적어도 2량 이상을 연결하여 구동하게 되면서 차체 중량이 수십톤에 달하게 된다. 결국 그 구동력을 위한 모터가 대형화되며, 모터의 대형화로 1000볼트 이상의 고압동력이 공급되어야만 구동이 되는 구조이다. 또한 이러한 고압동력을 유지하기 위해서는 변전소 및 급전시스템도 설치하여야하므로 설치 유지 비용이 급등할 수 밖에 없는 구조이다.

그러나 대도시 출퇴근 시간 외에는 대부분의 통근버스나 전철이 상당수 공차량 혹은 극히 적은 인원이 탑승한 채 운행되고 있다. 물론 출퇴근 시간대에 운행간격을 좁히고, 비혼잡시에 운행간격을 넓히는 형태로 운영효율을 높이려고 노력하지만 운행 차량 자체가 거대하다 보니 운행 효율성을 높이는 데 한계가 있다.

종래 전철이나 경전철 등의 또 다른 문제점은 도심지에 설치를 하고자 하여도 지가(地價)가 수억원에 이르는 대도시 한가운데에 또 다른 전철역이나 운행로를 설치하는 것이 엄청난 비용이 발생하게 되어 대단히 비경제적이다.

또한 새로운 노선(路線)을 설치하고자 하여도 대형 건물이 빼곡히 건설되고, 주택가, 상가 등이 서로 복잡하게 얽혀있는 경우 아무리 필요하다 하여도 설치가 불가능하며, 설사 노선을 설치한다 하여도 지가(地價)보상(報償), 상가의 권리금에 따른 분쟁 등에 엄청난 재원과 시간이 소요되는 것이 현실이다.

본 발명은 상기한 종래 전철,지하철, 경전철 등이 갖는 단점을 개선하기 위하여 레일 위에서 운행되는 구동차(이하 차량이라 한다.)를 단순화하고, 차량의 시동, 멈춤, 도어의 개폐 등 모든 조작을 자동화하고자 한다.

또한 본 발명은 차량의 구동후 일정위치에 정지하는 경우 종래의 경우처럼 마찰 브레이크가 아닌 자력을 이용한 브레이크로 안전운행과 차량의 트레인부를 소형경량화하고자 한다.

본 발명은 최소한의 동력으로 최단시간 안에 최대의 인원을 수요에 적절히 대응하여 운행가능한 무인 자동화 운행시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 이미 고밀집화가 이루어진 대 도심이라 하여도 기존의 대형건물, 도로 등에 전혀 피해를 주지 않고 최단 시간 안에 건설 가능한 운행 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 전철이나 경전철처럼 운행을 위한 동력이 별도의 고압동력선을 설치하여 운행하여야 하는 것과 달리 기존에 이미 널리 설치되어 있는 기존의 상업용 저압전력선만으로 운행 가능한 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 차량의 운행시 차량의 정차시 브레이크작동시 마찰 브레이크와 같은 장치로 발생하는 마찰시 마모되어 나오는 각종 환경오염 물질이 없는 비접촉식 브레이크 시스템을 제공하여 도심의 환경오염문제도 해소하고자 한다.

본 발명은 차량이 운행되는 레일의 설치를 대규모 토목공사가 필요없는 공장 에서 미리 제작조립된 구조물에 의하여 설치가능한 운행시스템을 제공하고자 한다. 특히 가장 시간과 비용을 낭비하는 교각구조와 레일구조를 조립식으로 설치하면서 설치시간의 획기적 절감 그리고 설치 후에 유지보수도 간단하게 가능하게 하는 운행 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 차량의 운행에 필요한 모든 조작을 자동화하여 중앙 콘트롤부의 통제 신호에 의하여 모든 차량의 운행이 통합조절되도록 한 통합콘트롤 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 운행 차량의 탑승인원을 20명 내외로 하도록 설계함으로써 소형경량화된 운행 차량을 제공하고자 한다.

본 발명은 운행간격을 중앙콘트롤부에서 현재 탑승인원의 밀도를 자동 측정하여 운행 차량의 운행간격을 능동적으로 조절할 수 있도록 하여 출퇴근시간만에 한정하지 않고 언제든지 운행 간격이 자동 조절되는 통합콘트롤 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 차량이 운행되는 교각구조물을 공장에서 미리 제작하여 정형화하고, 이 교각 구조물위에 설치되는 레일 역시 정형화한 구조물로 설치현장에서는 단순한 땅파기와 기초 공사만을 하게 되면 설치가 가능하도록 하여 설치와 해체가 단시간안에 그리고 최소한의 장비만으로 가능하게 하는 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 소형경량화로 설치위치가 복잡한 도심지는 물론이고 관광지, 자연보호구역등의 지역적 제한을 받지 않도록 저압전력을 이용하므로 고압동력선을 설 치하고 유지하여야 하는 문제를 없애 주었다.

본 발명은 복잡하게 고밀화된 대도시 빌딩밀집지역이라 하여도 소형경량화와 조립구조물인 교각과 레일 구조물을 이용하여 기존의 빌딩에 연접하여 설치할 수 있으며, 필요에 따라서는 기존의 빌딩 내부를 관통하여 운행가능한 운행 시스템을 제공하고자 한다.

이상 본 발명에 의한 모노레일 시스템은 화석연료를 연소하는 내연기관과 달리 클린에너지이며, 진동과 소음이 극소화되었다.

본 발명의 운행 시스템은 소형 경량화되어, 차량이 운행되면서 발생하는 진동이 기존 전철이나 버스등에 비하여 현격하게 감소하도록 하여 일반 주택가, 아파트단지, 상가건물 등에 큰 지장이 없이 운행가능하게 하였다.

본 발명은 설치위치에 많은 장애를 받지 않으므로, 주민의 필요에 따라 운행이 필요한 장소를 얼마든지 요구에 응하여 설치가 가능하며, 또한 설치후에도 필요가 없게 되면 간단하게 제거도 가능하게 하였다.

본 발명은 기존의 운행 차량들이 마찰식 브레이크 시스템을 이용하면서 브레이크슈에서 발생하는 미세먼지와 소음이 문제되었던 것을 자석에 의한 비접촉 브레이크 장치를 이용하므로 소음과 미세먼지 발생이 없게 되었다.

본 발명은 전체 시스템의 운영을 위한 중앙 콘트롤부에 인원이 집중되며, 운전요원이 불필요하여 고질적인 인원 수급문제가 근본적으로 해결되어 지며, 인건비 상승문제도 해소되어져 안정적인 운영이 가능하게 된다. 특히 무인 운행시스템으로 24시간 운행되어도 노동력 부족이라던가 특근에 따른 여러 가지 노사갈등의 문제도 발생할 염려가 없게 되었다.

본 발명은 기존의 전철과 달리 상업용 전원이 공급되는 지역이라면 별도의 고압동력선의 설치없이 그대로 운행 가능하므로 전력이 공급되는 곳이라면 얼마든지 간단하게 설치가능하여 설치지역에 제한을 받지 않는다.

본 발명은 소형경량화된 탑승부, 탑승부와 구동부를 연결하는 새시부, 새시부의 하부에 설치되어 구동력을 발휘하는 구동부로 구성되는 차량부 그리고 상기한 차량부가 설치되어 운행되는 레일부로 구성된다.

본 발명에서 탑승부는 일반적인 대형 전철용 차량과 달리 20명 내외의 승차가 가능하며, 무인운행구조로 구성된다. 특히 바닥면이 일반적인 모노레일과 달리 평면화하여 구동부가 노출되지 않도록 하여 최적의 승차감을 주도록 하였다.

본 발명에서 새시부는 충격흡수장치를 매개로 하여 탑승부 전체를 받쳐주면서 구동부를 내부에 포괄하도록 되어있다.

본 발명은 특히 주행하는 레일과 차량의 구동차륜에 설치된 자석들이 직접적인 접촉이 없도록 하면서 구동차륜에 설치된 자력이 레일에 작용하게 하여, 접촉마찰에 의한 소음 문제를 근본적으로 해소하였다.

본 발명의 구동부는 레일부에 설치된 동력선을 통하여 전원을 공급받아 구동하는 모터의 동력을 구동차륜에 전달하도록 한다. 동력의 전달과 구동속도 조절은 레일부를 운행하면서 접수된 운행정보에 의하여 중앙콘트롤부의 조절프로그램에 의 하여 자동조절되는 것을 원칙으로 한다.

본 발명의 레일부는 상부와 하부의 봉형구조체를 중간에 격자구조의 연결구조에 의하여 연결된 구조를 주행레일부로 구성하고, 이 주행레일부는 지상에 수직설치된 교각구조부에 의하여 지상에서 수미터의 높이로 설치되어 진다. 본 발명의 레일부는 레일구조 자체가 일정한 형태로 공장에서 완성된 형태이며, 설치현장에서는 연결구조물에 의하여 조립작업만으로 설치가 완료되도록 한다.

이하 본 발명의 대표적인 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 설치상태는 도 3에 차량부 하측 일부를 절개한 상태의 사시도이며, 도 4 는 레일부와 구동차륜의 결합관계를 설명하기 위한 부분확대 사시도이고, 도 5 는 구동차륜에 자석벨트가 체결되는 상태의 정면도이고, 도 6 은 자석벨트와 영구자석층이 설치된 상태의 구동차륜의 단면구조도이고, 도 7 은 탑승부, 트레인부 그리고 레일부가 분리된 상태의 측면 구성도이며, 도 8 은 레일부에 설치된 상태의 단면 구성도이고, 도 9 는 레일부에 트레인부가 결합된 상태의 평면 구성도이며, 도 10 은 레일간 연결부의 연결구성을 설명하기 위한 측면 구성도이고, 도 11은 레일간 결합상태를 도시한 사시도이며, 도 12 는 레일조인트의 정면도이고, 도 13 은 레일조인트가 안내레일에 체결된 상태의 단면도이며, 도 14 는 경사레일에 의한 지면에 설치된 역사의 구성도이고, 도 15 는 건물과 건물 사이에 연결설치된 상태의 평면 구성도이며, 도 16 은 건물을 관통하도록 설치한 상태의 구성도이다. 도 17 은 본 발명의 차량보수점검관리를 위한 시설의 평면구성 도이다.

본 발명은 레일위를 구동하는 모노레일 운행시스템에 있어서,

승차를 위한 도어부(1)를 좌우측면에 설치하고 측면과 전후면에는 투시가능한 유리창들을 설치한 박스형태로 구성하되 저면부(2)를 평면으로 구성하면서 좌우측 하단부에서 연장된 반구형태의 연장스커트(3)에 의하여 새시부, 구동부 그리고 레일부를 감싸도록 한 탑승부,

상기한 탑승부의 저면부(2)와 새시부의 사이에 충격흡수장치(11)와 수평변이보상장치(12)를 배치하여 저면부와 새시부를 탄성적으로 연결하며, 이 새시부의 새시프레임(13)은 구동모터(14), 변속기(15), 안내차륜(16), 구동차륜(17)을 설치한 구동부를 포괄하도록 구성한 트레인부,

상기한 구동차륜(17)과 접하여 차량이 주행하도록 하는 주행 레일과 상기한 안내차륜(16)이 접하여 차량을 견지하도록 하는 안내레일로 구성되는 레일부로 구성되는 모노레일 운행 시스템에 관한 것이다.

본 발명에서 탑승부는 정해진 정류장에 정차시 중앙콘트롤부의 신호에 의하여 개폐되는 도어부(1)를 좌우측면에 설치하였다. 그리고 탑승부의 전후 면에는 투시가능한 유리창들을 설치한 구조로 전후면에 운전석과 같은 여러 가지 장치들이 설치되지 않고 단순한 박스형태로 구성한다. 즉, 내부에는 비상시를 알리는 버튼이나 노선안내도, 의자 그리고 안내용 방송스피커와 같은 편의 장치 이외에는 차량조정에 관한 아무런 장치가 설치되지 않는다.

탑승부의 저면부(2)를 평면으로 구성하면서 좌우측 하단부에서 연장된 반구 형태의 연장스커트(3)로 내부에 공간부를 형성하여, 이 공간부내에 새시부, 구동부 그리고 레일부를 감싸도록 하여 이들 장치를 보호하며 외부에서 여러 가지 이물질의 침투를 근본적으로 차단하도록 한다.

본 발명에서 트레인부는 상기한 탑승부의 하부에 설치되어 레일부와 접한 구동차륜의 사이에서 차량의 운행동력을 제공하며, 운행시의 충격과 진동을 흡수하고,차량의 운행과 정지를 위한 조작이 이루어지는 곳으로 탑승부 하측에 전후 2개 부분으로 분리 설치되어 진다.

2개로 분리 설치된 트레인부는 기본적으로 탑승부의 저면부(2)와 충격흡수장치(11)와 수평변이보상장치(12)에 의하여 독립적으로 연결한다. 충격흡수장치는 차량의 주행시 상하방향으로 전달되어 오는 충격과 진동을 흡수제거하는 기능을 갖는 기계적 구조의 스프링 혹은 스프링과 유압이나 공압장치를 병설한 구조로 이루어진다.

수평변이(水平變異)보상장치(12)는 차량이 진행하면서 수평방향으로 전달되는 힘을 흡수제거하여 주도록 한다. 특히 차량이 곡선으로 휘어진 레일을 주행하는 경우 차량이 직선 형태이므로 곡선주행오차를 이곳에서 흡수하여 주도록 한다.

상기한 충격흡수장치와 수평변이보상장치에 의하여 연결된 트레인부는 강재(鋼材)로 제작된 전.후.좌.우 멤버들에 의하여 연결된 새시프레임(13)으로 구성되며, 레일부와 접하여 차량 전체의 균형을 유지하는 안내차륜(16)을 상하 이중구조로 설치한다. 그리고 이 안내차륜과 별도로 레일의 상면을 주행하여 차량에 대한 전진. 후진 동력을 부여하는 구동차륜(17)을 상기한 안내차륜의 내측에 레일의 좌우 양측에 쌍으로 배치한다. 그리고 이 구동차륜(17)에 대한 동력은 구동모터(14)와 변속기(15)를 통하여 전달받아 차량 운행동력이 전달되게 한다.

본 발명의 구동차륜(17)은 도 5와 6에 도시하듯이 종래 기차나 전철에 통용되는 철재 휠과 같이 내측에 레일에서 이탈되지 않도록 플렌지를 설치하지않고, 중앙부에 홈을 형성하고, 이곳에 자석벨트가 배치되게 하였다. 그리고 내측면의 안내레일과 접하는 측에도 자석을 고정가능한 홈을 형성하여 이곳에 영구자석을 설치한다.

보다 구체적으로 본 발명의 구동차륜은 직접 주행레일의 주행면(31)에 접하는 부분인 트래드부(17a)와, 주행면과 접하지 않도록 트래드부 사이에 배치되어 영구자석 벨트(18)를 잡아주는 벨트고정부(17b)로 분할되며, 내측면(17c) 전체에 축공(19)을 제외하고 영구자석층(17d)을 배치한 구조이다. 따라서 구동차륜의 영구자석벨트(18)는 주행레일(30)에 자력이 작용하도록 하며, 영구자석층(17d)은 안내레일(32)에 자력이 작용하게 하였다. 여기서 영구자석벨트(18)와 영구자석층(17d)은 레일면에 직접 접촉함이 없이 일정한 거리를 두고 작동한다.

상기한 구조의 구동차륜은 트래드부에 설치된 영구자석벨트(18)와 내측면에 설치된 영구자석층(17d)의 자력이 레일부의 수직면과 수평면에 함께 작용하여 이곳에 자력에 의하여 항시 흡착하려는 자력이 작용하게 된다.

레일부에 작용하는 이러한 자력은 모노레일상에 설치된 차량이 이 자력의 힘을 벗어나게 하는 구동력이 구동모터를 통하여 공급되지 않는 한 레일부에 자력에 의하여 고정이 된다. 즉, 이 영구자석구조에 의하여 구동모터로부터 구동력이 전달되지 않으면 항시 차량은 레일 위에 고정되어 이동이 억제된다.

이러한 작동구조는 차량이 경사지에서 승강 혹은 하강하는 경우 일반적인 철구조물에 의한 레일 위를 운행하는 차륜과 달리 경사지에서의 지지역할을 하게 되어 안정된 작동이 가능하게 한다. 또한 통상적인 브레이크작동은 브레이크슈에 의하여 바퀴의 축 혹은 허브등에 접하면서 마찰에 의한 브레이크 작동이 일반적이지만 본 발명의 경우에는 구동모터로부터 영구자석벨트와 영구자석층의 자력선보다 적게, 즉 구동모터의 구동력을 없애 버리면 이들 자석에 의하여 레일에 흡착되어 더 이상의 진행이 억제되므로 자연스러운 브레이크 작동이 가능하게 되었다. 결국, 마찰브레이크와 같은 브레이크슈의 마찰에 의한 소모, 브레이크슈의 작동을 위한 복잡한 유압 혹은 공압에 의한 브레이크 작동 회로와 그에 따른 구동구조가 필요 없게 되어 차량의 소형 경량화에 커다란 기여를 하게 되었다.

본 발명의 또 다른 특징으로는 도 6에 도시하듯이 구동차륜의 내측면에 테이퍼(r)를 형성하여 곡선주행시 구동차륜의 내측면이 부분적으로 레일과 접하게 되어 불필요한 마찰과 소음 등의 문제가 발생하는 문제를 차단하였다.

본 발명에서 레일부는 ㅗ자형 단면구조로 구성한 구조로, 상기한 구동차륜의 트래드부(17a)와 직접 접하는 주행면(31)이 상기한 구동차륜과 동일하게 접하도록 쌍으로 배치된 주행레일(30)과, 안내차륜(16)과 접하도록 하는 쌍으로 배치된 안내레일(32)로 구성된다. 그리고 안내레일(32)은 중앙에 격자형 연결부(33)에 의하여 안내레일의 상하부를 연결하는 동시에 이곳에 차량 구동을 위한 전원 공급용 트 롤리부(34)를 설치하였다. 그리고 상기한 주행면(31)은 교각부(40)의 상단 연결교좌(41)에 의하여 교각과 연결하도록 한다.

상기한 레일부는 일정 거리마다 레일과 레일을 서로 연결하여 주며, 이 연결부위는 도 10, 11 과 같이 별도의 연결구조로 연결한다. 보다 구체적으로는 연결이 필요한 안내레일(32)의 경우 레일과 레일의 단면을 접하게 하면서 그 내측으로 레일조인트(43)를 삽입하여 볼트너트와 같은 체결구조체(43a)로 체결하며, 상하부 레일의 사이에는 별도의 보강판(43b)을 설치하고, 이 보강판을 다시 별도의 연결판(43c)에 의하여 연결하므로써 레일간의 결합이 이루어진다. 레일과 레일 사이에는 동하절기의 온도 차이에 따른 열팽창변화를 흡수하기 위하여 레일간의 간극(e)을 설치하며, 레일조인트(43)도 장공(長孔)을 통하여 볼트체결이 이루어지도록 한다. 본 발명의 또 다른 특징으로 레일과 레일의 연결부분을 수평에서 볼 때 경사절단면(43d)을 통하여 레일간 연결이 이루어지도록 한다. 이러한 구조로 차량의 구동차륜이 연결부를 통과하면서 양 레일간의 오차에 의한 덜컹거림을 흡수하여 보다 쾌적한 주행감을 주게 한다.마찬가지로 주행레일(30)은 그 하측에 별도의 연결구(44)에 의하여 연결하며, 동하절기 열팽창에 의한 수축변화를 흡수하도록 일정한 간극(d)을 형성하여 준다.

본 발명에서 레일조인트(43)는 도 12와 도 13에 도시하듯이 상하좌우면에 홈부(43f)를 형성하고, 측면에는 장공(43g)과 다수의 소공(43h)을 동시에 설치하여주었다. 이러한 구조는 동하절기 열수축 팽창의 변화를 설치후 장공에서 받아 주도록 하며, 다수의 소공은 레일연결부의 조인트의 삽입 및 위치 결정을 편리하게 하기 위한 기능을 한다. 그리고 상하좌우면에 형성된 홈부는 체결후 레일과의 사이에서 배출로(43j)를 형성하여 인입된 빗물 등의 이물질이 드레인홀(43k)을 통하여 배출토록 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 도 14에 도시하듯이 설치 현장의 상황에 따라 레일부를 정류장(S)의 지상부를 향하여 경사형태로 구성하여 주는 것이다.

기존의 경전철이나 전철은 총하중이 적어도 수십톤에서 수백톤에 이르는 대형으로 필요한 경사만큼 굴곡부를 형성하기 어렵다. 그러나 본 발명은 승객이 승하차하는 역사부분만을 경사주행로(200)를 형성하여 지상(110)에 근접하여 차량을 주행할 수 있다. 경사주행로에 의하여 역사(s)에 설치되는 경우, 도 14에 나타나듯이 탑승자가 휠체어를 이용하는 거동불편자라 하여도 엘리베이터나 에스칼레이터와 같은 장치를 이용하지 않아도 직접 지면에서 탑승이 가능하다.

본 발명은 그 외에도 도 15에 도시하듯이 구조가 작고 경량이므로 현재 설치되어있는 건물(H)와 연결하거나 건물자체를 직접 역사로도 이용할 수 있다. 즉, 소형경량화와 동력선이 일반 상업용 전력이면 충분하며, 진동이 없기 때문에 일반 상가형 건물과 같은 건물의 측면을 직접 승강장으로 이용할 수 있으며, 건물과 건물간에도 설치하여 밀집화된 도심에서 얼마든지 설치 운영이 자유롭게 되어 있다.

또한 차량의 중량이 작으며 소형이기 때문에 도 16과 같이 건물(H)의 내부를 관통하게 설치도 가능하다.

본 발명의 또 다른 특징은 차량구조와 레일구조가 소형 경량화 되면서 차량을 보수 점검하기 위한 차량기지가 도 17에 도시하듯이 구성하여 밀집된 형태로 공 간을 효율적으로 관리할 수 있다. 보다 구체적으로는 관리동(M)을 설치하며, 다수의 차량보관레일을 설치한 다음 일측에 이동대차궤도(301)를 차량보관레일(302)에 직각방향으로 설치한 다음, 이동대차궤도 위를 별도의 이동대차에 의하여 임의로 원하는 차량보관레일로 설치 보관 혹은 보수점검이 가능하도록 한다.

도 1 은 종래 모노레일의 구동부에 대한 사시도,

도 2 는 종래 모노레일 설치 조감도,

도 3에 차량부 하측 일부를 절개한 상태의 사시도,

도 4 는 레일부와 구동차륜의 결합관계를 설명하기 위한 부분확대 사시도,

도 5 는 구동차륜에 자석벨트가 체결되는 상태의 정면도,

도 6 은 자석벨트와 영구자석층이 설치된 상태의 구동차륜의 단면구조도,

도 7 은 탑승부, 트레인부 그리고 레일부가 분리된 상태의 측면 구성도,

도 8 은 레일부에 설치된 상태의 단면 구성도,

도 9 는 레일부에 트레인부가 결합된 상태의 평면 구성도,

도 10 은 레일간 연결부의 연결구성을 설명하기 위한 측면 구성도,

도 11은 레일간 결합상태를 도시한 사시도,

도 12 는 경사레일에 의한 지면에 설치된 역사의 구성도,

도 13 은 건물과 건물 사이에 연결설치된 상태의 평면 구성도,

도 14 는 건물을 관통하도록 설치한 상태의 구성도,

도 15 는 차량보수점검관리를 위한 관리구조물의 평면구성도,

도 16 은 건물을 관통하도록 설치한 상태의 구성도,

도 17 은 본 발명의 차량보수점검관리를 위한 시설의 평면구성도임.

Claims (11)

1. 승차를 위한 도어부가 설치된 박스형태의 탑승부, 탑승부와 구동부의 사이는 충격흡수장치에 의하여 탄성적으로 연결하여 구동모터, 변속기, 안내차륜, 구동차륜을 설치한 구동부를 포괄하도록 구성한 트레인부, 그리고 레일부로 구성된 모노레일 운행 시스템에 있어서,

   트레인부는 탑승부 하측에 전후 2개 부분으로 분리되어 설치되어 지며,

   2개로 분리 설치된 트레인부는 탑승부의 저면부(2)와 충격흡수장치(11)및 수평변이보상장치(12)에 의하여 독립적으로 연결하며,

   구동차륜의 레일을 면한 내측과 주행레일을 면한 트래드부의 중앙부근에 자석층을 설치하여 주는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   충격흡수장치와 수평변이보상장치에 의하여 연결된 트레인부는 전후좌우 강재로 제작된 멤버들에 의하여 연결된 새시프레임(13)으로 구성되며, 레일부와 접하여 차량 전체의 균형을 유지하는 안내차륜(16)을 상하 이중구조로 설치하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   안내차륜의 내측에 레일의 좌우 양측에 쌍으로 배치되어 차량에 대한 전후진 동력을 부여하는 구동차륜(17)을 배치하며, 이 구동차륜(17)에 대한 동력은 구동모터(14)과 변속기(15)를 통하여 전달받아 차량이 운행되도록 하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   구동차륜(17)은 직접 주행레일의 주행면(31)에 접하는 부분인 트래드부(17a)와, 트래드부 사이에 배치되어 영구자석 벨트(18)을 잡아주는 벨트고정부(17b)로 분할되며, 내측면(17c)에 축공(19)을 제외하고 영구자석층(17d)을 배치하는 동시에 내측면의 상단에 테이퍼(r)를 형성하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   레일부는 ㅗ자형 단면구조로 구성한 구조로, 중앙부에 안내레일(32)이 지면과 수직이 되게 배치하여 양측면이 안내레일(32)과 접하도록 구성하고, 이 안내레일을 중심으로 지면과 수평이 되도록 주행레일(30)을 서로 대칭이 되게 쌍으로 설치하여 구동차륜의 트래드부(17a)와 주행레일의 주행면(31)이 접하도록 구성하며,

   안내레일(32)은 중앙에 격자형 연결부(33)에 의하여 안내레일의 상하부를 연결하는 동시에 이곳에 차량 구동을 위한 전원 공급용 트롤리부(34)를 설치하며,

   주행레일은 교각부(40)의 상단 연결교좌(41)에 의하여 교각과 연결하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   레일부의 안내레일의 연결부위는 레일과 레일의 단면을 접하게 하면서 그 내측으로 레일조인트(43)을 삽입하여 체결구조체(43a)로 체결하며, 상하부 레일의 사이에는 별도의 보강판(43b)을 설치하고, 이 보강판을 다시 별도의 연결판(43c)에 의하여 연결하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   레일부의 레일간의 간극(e)을 설치하며, 레일조인트(43)도 장공(長孔)을 통하여 볼트체결이 이루어지도록 하며, 레일과 레일의 연결부분에 경사절단면(43d)을 설치하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
8. 제1 항에 있어서,

   레일부를 정류장(S)의 지상부를 향하여 경사형태로 구성하여 주어, 역사부분만을 경사주행로(200)를 형성하여 지상(110)에 근접하도록 차량을 주행가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   레일부를 건물(H)와 인접하거나 관통하여 설치하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템.
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