KR100913795B1

KR100913795B1 - 자기부상열차

Info

Publication number: KR100913795B1
Application number: KR1020070123700A
Authority: KR
Inventors: 성삼경
Original assignee: 성삼경
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-08-31
Also published as: KR20090056512A; WO2009069976A3; WO2009069976A2

Abstract

본 발명은 자석이 가지는 반발력으로 열차를 레일로부터 약간 부상시킴과 동시에 레일 길이방향으로 구동력을 발생시켜 고속운전이 가능토록 한 자기부상열차에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 자기부상열차(1)를 구성하되, 이는 열차(2)의 상부 좌우로 설치되며 영구자석으로 이루어진 가이더(5)와, 상기 가이더(5)와 동일 자극이 대향되도록 서포터(6)에 의해 열차(2) 좌우로 설치되는 영구자석으로 이루어지는 어퍼가이드레일(3)과, 상기 열차(2) 하부에 설치되며 구동수단(7)과 언더가이드레일(8)로 이루어지는 구동부(4)와, 상기 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 두고 설치되며 마주보는 자극의 극성이 상호 다르게 착자되는 영구자석(9,10)과, 상기 영구자석(9,10) 상간에 위치되도록 열차(2) 하부에 고정된 계자코일(11)과, 상기 계자코일(11)의 하단부에 설치되어 언더가이드레일(8) 내부에 안내되는 안내수단(12)과, 상기 구동수단(7)은 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 갖고 설치되는 영구자석(9,10) 및 열차(2) 하부에 소정 간격으로 설치되는 계자코일(11)과, 상기 열차(2)의 하부에 고정된 가이드프레임(18)에 안내되어 조작레버(19)에 의해 전후로 슬라이드 조절이 가능한 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치되는 근접센서(16)와, 상기 언더가이드레일(8)의 좌우로 설치된 영구자석(9,10)과 지그재그상으로 배열고정되는 감지판(16a)으로 구성되며, 상기 열차(2)의 후측으로 (급)제동과 발전을 위한 제동-발전수단(20)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 자기부상열차는 열차에 설치되는 계자코일 1개와 언더가이드레일 상에 설치된 2개의 영구자석이 좁은 간격에서 상호 자력에 의해 반발하는 힘을 이용한 자기부상열차를 구성하여 주행 시 큰 토크(torque)를 얻을 수 있으며, 에너지 비용을 절감할 수 있고, 주행 시 어퍼가이드레일과 언더가이드레일에서 열차를 안정적으로 부상 상태로 지지를 하게 되어 주행 안정성이 매우 우수하여 고속 주행이 가능하며, 터널에 레일을 설치하여 날씨나 기후 등에 영향을 받지 않고 전천후 주행이 가능한 것이다.

Description

자기부상열차{Maglev train}

자기부상열차에 관한 연구는 현재도 진행 중이며, 다수국에서 이의 상용화를 위하여 연구, 개발에 몰두하고 있는 실정이다.

자기부상열차는 자력(磁力)에 의해 레일 위에 열차가 부상하여 주행토록 한 것으로서, 일반 철도차량에서의 바퀴가 수행하는 지지 및 구동안내 기능을 열차에 설치된 전자석이 수행하게 된다.

이와 같은 자기부상열차는 빠르고 소음이 발생하지 않고 진동이 작으며, 오염물질을 배출하지 않아 친환경적이고, 그러한 장점으로 인해 도시구간에서의 차세대 운송수단으로서 기대되고 있다.

그러나 지금까지 알려진 자기부상열차는 속도가 느리고 주행 안정성이 낮다는 문제점을 가지고 있었다.

즉, 기존 자기부상열차의 경우 지면에 영구자석으로 이루어진 레일을 설치하여 계자코일을 구비한 열차가 레일로부터 일정 간격 이격된 부상 상태로 주행을 하게 되는 바, 이러한 기존 자기부상열차는 계자코일과 영구자석이 1:1의 비율로 설치되므로 에너지 소모가 크고, 레일과 열차 상간의 간격이 넓어 고속주행을 할 경우 열차의 상부가 측면에서 불어오는 바람이나 주행 시 공기저항 등으로 인하여 흔들리거나 진동이 심하며, 그로 인해 주행 중 전복 및 선로이탈의 우려가 높아 상용화를 위해서는 이러한 제반 문제점을 해결할 수 있는 자기부상열차의 개발이 절실히 요망되었던 것이다.

본 발명은 기존에 알려진 자기부상열차가 갖는 제반 문제점을 해결할 수 있는 자기부상열차를 제공코자 하는 것으로,

특히 자기부상열차가 주행시 안정성이 우수하며, 고속주행이 가능함은 물론, 에너지 절감에도 크게 일익을 할 수 있어 자기부상열차의 상용화에 크게 기여할 수 있는 새로운 구성의 자기부상열차를 제공코자 하는 것이다.

본 발명에서 제공하는 자기부상열차는 특히 안정성이 우수하고 고속주행이 가능하며, 에너지 비용이 최소화될 수 있는 자기부상열차를 제공코자 하는 것으로서,

이를 위해 본 발명의 자기부상열차(1)는 열차(2)의 상부 좌우로 설치되며 영구자석으로 이루어진 가이더(5)와, 상기 가이더(5)와 동일 자극이 대향되도록 서포터(6)에 의해 열차(2) 좌우로 설치되는 영구자석으로 이루어지는 어퍼가이드레일(3)과, 상기 열차(2) 하부에 설치되며 구동수단(7)과 언더가이드레일(8)로 이루어지는 구동부(4)와, 상기 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 두고 설치되며 마주보는 자극의 극성이 상호 다르게 착자되는 영구자석(9,10)과, 상기 영구자석(9,10) 상간에 위치되도록 열차(2) 하부에 고정된 계자코일(11)과, 상기 계자코일(11)의 하단부에 설치되어 언더가이드레일(8) 내부에 안내되는 안내수단(12)과, 상기 구동수단(7)은 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 갖고 설치되는 영구자석(9,10) 및 열차(2) 하부에 소정 간격으로 설치되는 계자코일(11)과, 상기 열차(2)의 하부에 고정된 가이드프레임(18)에 안내되어 조작레버(19)에 의해 전후로 슬라이드 조절이 가능한 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치되는 근접센서(16)와, 상기 언더가이드레일(8)의 좌우로 설치된 영구자석(9,10)과 지그재그상으로 배열고정되는 감지판(16a)으로 구성되며, 상기 열차(2)의 후측으로 제동과 발전을 위한 제동-발전수단(20)이 설치된 자기부상열차를 제공한다.

본 발명의 자기부상열차는 열차에 설치되는 계자코일 1개와 언더가이드레일 상에 설치된 2개의 영구자석이 좁은 간격에서 상호 자력에 의해 반발하는 힘을 이용한 자기부상열차를 구성하여 주행 시 큰 토크(torque)를 얻을 수 있으며, 에너지 비용을 절감할 수 있는 것이다.

그리고 주행 시 어퍼가이드레일에서 열차를 안정적으로 부상 상태로 지지하고, 언더가이드레일에서도 구동과 함께 안정적인 좌우 유동을 방지하도록 안내하여 주행 안정성이 매우 우수하여 고속 주행이 가능하며, 열차가 통과하는 레일을 터널 내부에 시공토록 하여 날씨나 기후 등에 영향을 받지 않고 전천후 주행이 가능한 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 자기부상열차의 측단면 구성도

도 2는 본 발명의 일부 다른 실시예를 보인 자기부상열차의 측단면 구성도

도 3은 본 발명의 자기부상열차의 어퍼 및 언더가이드레일을 발췌한 단면 구성도

도 4는 본 발명의 자기부상열차의 어퍼 및 언더가이드레일의 일부 다른 실시예를 보인 단면 구성도

도 5는 본 발명의 열차 하부에 설치되는 구동수단을 보인 저면 구성도

도 6은 본 발명의 구동수단이 열차 전진 시 영구자석과 계자코일, 근접센서의 위치 구성을 보인 발췌 평면도

도 7은 본 발명의 구동수단이 열차 후진 시 영구자석과 계자코일, 근접센서의 위치 구성을 보인 발췌 평면도

도 8은 본 발명의 구동수단이 열차 정지 상태에서의 영구자석과 계자코일, 근접센서의 위치 구성을 보인 발췌도

도 9는 본 발명의 구동수단이 열차 전진 상태에서의 영구자석과 계자코일, 근접센서의 위치 구성을 보인 발췌도

도 10은 본 발명의 구동수단이 열차 후진 상태에서의 영구자석과 계자코일, 근접센서의 위치 구성을 보인 발췌도

도 11은 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 열차의 일측 후미에 설치되는 제동-발전수단의 구성을 보인 정면도

도 12는 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 열차의 일측 후미에 설치되는 제동-발전수단을 작동시켜 제동할 시에 작용상태 정면도

도 12a는 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 열차 후미에 설치되는 제동-발전수단을 보인 측면 구성도

도 13은 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 레일을 터널로 구성할 경우를 보인 개략적인 종단면 구성도

도 14는 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 레일을 터널로 구성할 경우를 보인 개략적인 횡단면 구성도

도 15는 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 구동수단의 전·후진을 제어하기 위한 조작레버의 구성을 보인 정면도

도 16은 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 구동수단의 전·후진을 제어하기 위한 조작레버와 근접센서의 회로 구성도

도 17은 본 발명의 자기부상열차에 있어서, 제동-발전수단의 회로구성도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1: 자기부상열차 2: 열차

3: 어퍼가이드레일 4: 구동부

5: 가이더 6: 서포터

7: 구동수단 8: 언더가이드레일

9,10: 영구자석 11: 계자코일

12: 안내수단 13: 베어링

14: 영구자석 15: 영구자석

16: 근접센서 16a: 감지판

17: 슬라이드프레임 18: 가이드프레임

19: 조작레버 19a: 제동모터스위치

20: 제동-발전수단 21: 계자코일

22: 제동박스 23: 제동모터

24: 풀리 25: 연결부재

25a: 피니언 25b: 랙기어

26: 터널 27: 칸막이

28: 흡입팬 29: 급제동모터스위치

30: 개방감지센서 31: 폐쇄감지센서

32,33: 감지편

본 발명의 자기부상열차는 도 1 내지 도 17에서 보는 바와 같이 구성될 수 있다. 첨부되는 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 이해를 돕기 위하여 가시화 한 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 같이하는 범위 내에서는 다양한 설계 변경이 가능함은 물론이다.

즉, 실시예로 첨부된 도면 자체가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니며, 구성요소의 단순한 변경이나 치환 등도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것은 자명하다.

본 발명의 자기부상열차(1)는 열차(2)의 상부를 자기반발력을 이용하여 일정 간격 이격되도록 부상시켜 이탈을 방지토록 안전하게 안내하는 어퍼가이드레일(3)과, 열차(2)의 하부에는 열차(2)를 전진 또는 후진을 선택적으로 구동시키기 위한 구동부(4)로 이루어져 안정적인 고속주행이 가능토록 한다.

이를 위해 열차(2)의 상부에는 도 1내지 도 4에서 보는 바와 같이 좌우로 영구자석으로 이루어진 가이더(5)를 열차(2)의 길이방향으로 설치하여 상기 가이더(5)를 구성하는 영구자석 극성과 동일 극성을 가진 어퍼가이드레일(3)을 소정 간격으로 서포터(6)를 사용하여 열차(2)의 상부 좌우를 안정적으로 안내토록 한다.

상기 어퍼가이드레일(3)은 도시하지는 않았지만, 서포터(6)를 사용치 않고 개략 상부가 개방된 터널형으로 구성하여 터널의 상단부 좌우로 시공 설치할 수도 있음은 물론이다.

그리고 구동부(4)는 열차(2)의 하부에 설치되는 구동수단(7)과, 상기 구동수단(7)과 협조하여 열차(2)를 전진 또는 후진시키기 위한 추진력을 제공함과 동시에 열차(2)를 하부에서 안전하게 안내하는 언더가이드레일(8)로 이루어진다.

상기 언더가이드레일(8)에는 좌우로 소정 간격을 두고 영구자석(9,10)을 설치하되, 좌우 서로 마주보는 영구자석(9,10)은 상호 극성이 다르게 착자(着磁)된 것을 사용토록 한다.

그리고 상기 영구자석(9,10) 상간에는 열차(2) 하부에 설치되는 소정 간격을 두고 고정설치된 계자코일(11)이 위치토록 하고, 상기 계자코일(11)의 하단부에는 열차(2)가 주행 시에 언더가이드레일(8)상에 부딪치지 않도록 함과 동시에 열차(2)의 좌우 요동을 최소화 할 수 있도록 안내수단(12)을 설치한다.

상기 안내수단(12)은 도 1과 도 3에서 보는 바와 같은 계자코일(11) 하단부에 설치되는 베어링(13), 또는 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 계자코일(11) 하단부에 영구자석(14)을 설치하고, 상기 영구자석(14)과 극성이 같은 극성을 갖도록 언더가이드레일(8) 내측 좌우로 영구자석(15)을 설치할 수도 있는 것이다.

상기 구동수단(7)은 상기 영구자석(9,10) 및 열차(2) 하부에 설치되는 계자코일(11), 그리고 열차(2)의 하부 좌우로 설치되는 다수개의 근접센서(16) 및 언더가이드레일(8)의 좌우로 설치된 영구자석(9,10)과 지그재그(zigzag)상으로 배열고정되는 감지판(16a)으로 구성된다.

상기 근접센서(16)는 도 5에서 보는 바와 같이 열차(2) 하부에 설치되어 전진 및 후진, 제동 시에 열차(2) 하부에서 전후로 슬라이드 조절될 수 있는 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치된다. 상기 슬라이드프레임(17)은 베어링을 내장한 가이드프레임(18)상에 안내되면서 슬라이드 조절이 될 수 있도록 하고, 열차(2)의 조종실(도시하지 아니함)에 설치된 조작레버(19)와 연결토록 한다.

상기 조작레버(19)는 열차(2)를 전진 및 후진, 제동을 선택 제어할 수 있도록 하며, 이러한 조작레버(19)의 제어에 의해 슬라이드프레임(17)이 열차(2)의 하부에서 좌우로 슬라이드 이동하면서 위치가 조절될 수 있도록 한다. 상기 조작레버(19)에는 후술하겠지만 열차(2)를 제동키 위한 제동모터스위치(19a)가 설치된다.

상기 슬라이드프레임(17)의 위치조절로 열차(2) 하부에 설치된 고정된 위치의 계자코일(11)과 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치된 다수개의 근접센서(16)의 위치가 변경됨으로써 계자코일(11)의 전자기장이 무극상태 및 N,S극으로 각각 자력이 주어지게 되어 열차(2)가 제동, 전진 및 후진이 가능하게 되는 것이다.(도 6내지 도 10 참조)

그리고 열차(2)의 후측으로는 도 11내지 도 12에서 보는 바와 같이 제동 및 급제동은 물론 제동 시에 발전을 행할 수 있는 제동-발전수단(20)이 설치된다.

상기 제동-발전수단(20)은 다수개의 계자코일(21)이 설치된 제동박스(22)가 정역 회전이 가능한 제동모터(23)의 원동축(24) 상에 축고정되는 피니언(25a)과 이에 기어물림되는 랙기어(25b)와 같은 연결부재(25)로 연결하여 열차(2) 제동시에 계자코일(21)이 다수개 설치된 제동박스(22)가 언더가이드레일(8) 내측으로 하강하면서 영구자석(9,10)과 같은 극성으로 상호 당기는 작용에 의해 제동이 이루어질 수 있도록 한다.

그리고 상기 제동모터(23)와 함께 급제동을 위한 급제동모터(23a)가 추가로 설치되어 역시 원동축(24a) 상에 축고정되는 피니언(25a)과 기어물림되는 랙기어(25b)와 같은 연결부재(25)로 연결하여 열차(2)를 급제동코자 할 시에는 급제동모터(23a)가 고속으로 회전구동하여 급제동이 이루어질 수 있게 하였다.

상기 제동모터(23)는 도 15에서 보는 바와 같이 조작레버(19)상에 설치된 제동모터스위치(19a)에 의해 정역회전이 이루어지면서 열차(2)를 제동시키게 되며, 급제동모터(23a)는 도 17에서 보는 바와 같은 급제동모터스위치(29)에 의해 열차(2)의 급제동을 요할 시에 사용하게 된다.

한편, 본 발명의 열차(2)가 통과하는 어퍼가이드레일(3) 및 구동부(4)는 도 13내지 도 14에서 보는 바와 같이 공기를 외부로 배출시켜 진공상태를 유지하는 터널(26) 내부에 설치토록 하여 열차(2)가 주행 시 공기저항을 최소화함과 동시에 가속력을 최대화시킬 수 있도록 한다.

상기 터널(26)의 구간길이가 긴 경우에는 일정 구간마다 자동으로 승강될 수 있는 칸막이(27)를 설치하고, 터널(26) 내부가 진공을 유지할 수 있도록 공기를 외부로 흡입 배출시킬 수 있는 흡입팬(28)을 하나 이상 수개 설치한다.

상기 터널(26) 내부에 설치되는 칸막이(27)의 개폐작동을 자동으로 제어하기 위하여 열차(2)의 전후로 각각 개방감지센서(30) 및 폐쇄감지센서(31)를 설치하고, 상기 개방감지센서(30) 및 폐쇄감지센서(31)를 감지할 수 있는 감지편(32,33)을 각각 터널(26)에 설치된 칸막이(27)에 인접하게 설치토록 한다.(도 13, 도 14 참조)

또한 상기 터널(26) 내부의 진공상태에서 열차(2)의 뒷문을 열어 대기압 차이에 의해 열차(2) 추진력을 보조할 수 있도록 한다.

열차(2)의 조종실에는 열차(2)의 중립(제동시) 및 전진, 후진을 제어하기 위한 상기한 조작레버(19)와 열차(2)를 (급)제동시키기 위한 급제동모터스위치(29) 등이 각각 설치된다.

도면중의 부호 34는 속도센서, 35는 전원차단센서를 도시한 것이다.

이와 같은 본 발명의 자기부상열차(1)는 자기 반발력 및 대기압에 의한 보조 추진력을 이용하여 열차(2)를 어퍼가이드레일(3)로부터 일정 간격 부상시켜 고속 주행이 가능한 것으로서, 이의 작용을 이하에 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

열차(2)가 정지 상태에서 조작레버(19)는 중립 상태에 위치하게 되며, 이때 전원은 미입력 상태이며 조작레버(19)와 연결되어 슬라이드 작동이 이루어지는 열차(2) 하부의 슬라이드프레임(17) 좌우로 소정 간격을 두고 설치된 다수개의 근접센서(16)는 계자코일(11)과 일직선상에 놓이지 않게 되어 계자코일(11)은 전자기장이 발생하지 않아 극성이 없는 무극 상태에 있게 된다.(도 8 참조)

기관사가 열차(2)를 전진 출발시키기 위해 조작레버(19)를 전진 방향으로 전환하면 도 9에서 보는 바와 같이 슬라이드프레임(17)이 가이드프레임(18)을 따라 전진방향으로 슬라이드 이동되면서 상기 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치된 근접센서(16)가 계자코일(11)과 일직선상에 높이게 되어 전자기장이 발생하게 되어 자성을 띄게 되는데, 이때 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격으로 설치된 영구자석(9,10)과 상호 동일한 극성을 갖게 되어 자기반발력에 의해 계자코일(11)을 밀어내게 되므로 상기 계자코일(11)이 고정된 열차(2)가 전진방향으로 전진하게 되는 것이다.

그리고 열차(2)를 후진 출발시키기 위해 조작레버(19)를 후진 방향으로 전환하면 도 10에서 보는 바와 같이 슬라이드프레임(17)이 가이드프레임(18)을 따라 후진방향으로 슬라이드 이동되면서 상기 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치된 근접센서(16)가 계자코일(11)과 일직선상에 높이게 되어 전자기장이 발생하게 되어 자성을 띄게 되는데, 이때 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격으로 설치된 영구자석(9,10)과 상호 동일한 극성을 갖게 되어 자기반발력에 의해 계자코일(11)을 밀어내게 되므로 상기 계자코일(11)이 고정된 열차(2)가 후진방향으로 전진하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 자기부상열차(1)는 다수개의 근접센서(16)가 설치된 슬라이드프레임(17)을 전후로 슬라이드 조절하여 열차(2) 하부에 소정 간격으로 설치되어 있는 계자코일(11)에 전자기장이 발생하게 되어 자력을 갖게 되면, 상기 계자코일(11)에 형성된 자력과 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격으로 설치되어 있는 영구자석(9,10)과 동일 극성일 경우 자기반발력이 발생하는 것에 기초하여 영구자석(9,10)을 기준하여 계자코일(11)이 전진방향에 위치하면 전진하고, 후진방향에 위치하면 후진이 이루어지게 되어 열차(2)의 전진주행 및 후진주행이 선택적으로 가능한 것이다.

이러한 본 발명의 열차(2) 주행에 있어서, 계자코일(11) 1개와 언더가이드레일(8)에 소정 간격으로 설치된 2개의 영구자석(9,10)이 좁은 간격에서 상호 자력에 의해 반발하는 힘을 이용토록 함으로써 종래 자기부상열차에 비하여 큰 토크를 얻을 수 있는 것이며, 에너지 비용도 크게 절감할 수 있게 되는 것이다.

그리고 주행 중인 열차(2)를 감속 내지는 제동코자 할 시는 열차(2)의 후미에 장착되어 있는 제동-발전수단(20)을 조작레버(19)상에 설치된 제동모터스위치(19a)를 작동하며, 급제동을 요할 시에는 급제동모터스위치(29)를 작동시킴으로써 급제동을 행할 수 있다.

즉, 상기 제동-발전수단(20)을 구성하는 제동박스(22)에는 다수개의 계자코일(21)이 설치되어 있고, 제동모터스위치(19a) 또는 급제동모터스위치(29)를 선택적으로 작동시킬 경우 제동모터(23) 또는 급제동모터(23a)가 정방향으로 기동하여 원동축(24,24a)에 축고정된 피니언(25a)이 각각 회전 또는 고속회전하여 이에 기어물림된 랙기어(25b)를 하강 또는 급하강시켜 이와 연결된 제동박스(22)가 언더가이드레일(8)상으로 하강 또는 급하강하게 되어 영구자석(9,10)에 의해 계자코일(21)의 극성이 영구자석(9,10)과 반대 극성으로 전환되면서 자력에 의해 당기게 되므로 급제동이 이루어짐과 동시에 계자코일(21)과 영구자석(9,10)에 의해 '플레밍의 오른손 법칙'에 의해 유도된 전류가 생성되어 발전도 동시에 행하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 터널(26) 내부로 레일을 설치하여 열차(2)가 주행토록 함으로써 공기저항을 최소화하여 고속주행이 가능한 바, 이를 위하여 터널(26) 내부는 일정 구간마다 칸막이(27)가 설치되어 열차(2)가 진입하기 이전에 흡입팬(28)에 의해 터널(26) 내부 공기를 흡입하여 외부로 배출하여 터널(26) 내부를 진공상태를 유지토록 한다.

그리고 열차(2)가 진공상태의 터널(26) 내부를 통과할 시에 전후 칸막이(27)는 자동으로 개폐작동이 이루어진다. 즉, 열차(2) 전측에 설치된 개방감지센서(30)가 터널(26)에 설치된 감지편(32)에 감지가 이루어지면 열차(2) 주행방향 전측에 있는 칸막이(27)가 개방되고, 열차(2)가 전후 칸막이(27) 구간을 지나가면 열차(2) 후미에 설치된 폐쇄감지센서(31)가 감지편(33)에 감지되어 칸막이(27)는 자동으로 개방이 이루어지게 된다.

이와 같이 본 발명의 열차(2)는 진공 상태를 유지하는 터널(26) 내부를 주행하게 되어 공기저항에 의해 열차(2)의 주행 가속성능이 저하되는 것을 최소화 할 수 있으며, 터널(26) 내부가 진공상태에서 열차(2)의 뒷문을 열면 대기압이 터널(26) 내부로 작용하면서 열차(2)를 밀어서 대기압 차이에 의한 보조 추진력도 제공받게 되어 보다 고속으로 주행이 가능한 것이다.

그리고 본 발명의 열차(2)는 레일을 주행 시에 어퍼가이드레일(3)과 열차(2) 상부에 설치된 가이더(5)가 영구자석으로 이루어져 열차(2)가 어퍼가이드레일(3)에서 부상된 상태에서 주행을 하게 되므로 안정적인 안내로 열차 탈선의 우려가 최소화되는 것이며,

언더가이드레일(8)에는 베어링(13) 또는 영구자석(14,15)과 같은 안내수단(12)을 부가적으로 설치함으로서 열차(2)가 주행 시 언더가이드레일(8)상에 부딪치지 않고 주행이 가능하며, 열차(2) 주행 시 좌우 요동도 최소화 할 수 있게 되어 탑승자에게 편안한 승차감 제공과 더불어 안정된 주행성을 보장받을 수 있는 것이다.

본 발명의 자기부상열차는 기존에 연구, 개발 중인 자기부상열차에 접목시켜 상용화에 크게 일조할 수 있는 것이다.

Claims

자기부상열차(1)에 있어서;

상기 자기부상열차(1)는 열차(2)의 상부 좌우로 설치되며 영구자석으로 이루어진 가이더(5)와,

상기 가이더(5)와 동일 자극이 대향되도록 열차(2) 좌우로 설치되는 영구자석으로 이루어지는 어퍼가이드레일(3)과,

상기 열차(2) 하부에 설치되며 구동수단(7)과 언더가이드레일(8)로 이루어지는 구동부(4)와,

상기 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 두고 설치되며 마주보는 자극의 극성이 상호 다르게 착자되는 영구자석(9,10)과,

상기 영구자석(9,10) 상간에 위치되도록 열차(2) 하부에 고정된 계자코일(11)과,

상기 계자코일(11)의 하단부에 설치되어 언더가이드레일(8) 내부에 안내되는 안내수단(12)과,

상기 구동수단(7)은 언더가이드레일(8) 좌우로 소정 간격을 갖고 설치되는 영구자석(9,10) 및 열차(2) 하부에 소정 간격으로 설치되는 계자코일(11)과, 상기 열차(2)의 하부에 고정된 가이드프레임(18)에 안내되어 조작레버(19)에 의해 전후로 슬라이드 조절이 가능한 슬라이드프레임(17)상에 소정 간격으로 설치되는 근접센서(16)와, 상기 언더가이드레일(8)의 좌우로 설치된 영구자석(9,10)과 지그재그상으로 배열고정되는 감지판(16a)으로 구성되며,

상기 열차(2)의 일측 단부에는 제동과 발전을 위한 제동-발전수단(20)이 설치된 것을 특징으로 하는 자기부상열차.
제 1 항에 있어서;

상기 안내수단(12)은 계자코일(11) 하단부에 설치되어 언더가이드레일(8) 내부에 안내되는 베어링(13)인 것을 특징으로 하는 자기부상열차.
제 1 항에 있어서;

상기 안내수단(12)은 계자코일(11) 하단부에 설치되는 영구자석(14)과,

상기 영구자석(14)의 N극은 언더가이드레일(8) 내측 좌우로 설치되는 영구자석(15)의 N극과 대치토록 하고, 영구자석(14)의 S극은 언더가이드레일(8) 내측 좌우로 설치되는 영구자석(15)의 S극과 대치토록 한 것을 특징으로 하는 자기부상열차.
제 1 항에 있어서;

상기 제동-발전수단(20)은 열차(2) 후미에 설치되는 다수개의 계자코일(21)이 설치된 제동박스(22)와,

상기 제동박스(22)는 제동모터스위치(19a)와 급제동모터스위치(29)의 조작에 의해 정역 회전이 가능한 제동모터(23) 및 급제동모터(23a)와,

상기 제동모터(23) 및 급제동모터(23a)의 원동축(24,24a)에 각각 축고정된 피니언(25a) 및 이에 기어물림되며 제동박스(22)와 하부가 고정된 랙기어(25b)로 이루어지는 연결부재(25)와,

상기 연결부재(25)의 하부와 연결된 제동박스(22) 내부에는 열차(2) 제동 및 급제동 시에 계자코일(21)이 언더가이드레일(8) 내측으로 하강하면서 영구자석(9,10)과 함께 반대 극성으로 전환되면서 열차(2)의 제동 및 발전이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자기부상열차.
제 1 항에 있어서;

상기 열차(2)가 통과하는 어퍼가이드레일(3) 및 구동부(4)는 터널(26) 내부에 설치되며,

상기 터널(26)은 일정 구간마다 열차(2)의 전후로 설치되는 개방감지센서(30) 및 폐쇄감지센서(31)와 이를 감지하는 터널(26)에 설치된 감지편(32,33)에 의해 자동 개폐되는 칸막이(27)와,

상기 터널(26) 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 흡입팬(28)을 하나 이상 설치한 것을 특징으로 하는 자기부상열차.