KR101069707B1 - 흡인식 자기부상 열차용 추진레일 및 그 추진레일의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡인식 자기부상 열차의 추진레일에 관한 것으로, 더 상세하게는 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 추진레일을 간단한 제조공정에 의해 완화구간 내의 곡률을 가지면서 갭(gap)이 없도록 하기 위하여,
흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일의 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 부상레일 상에 볼트 또는 스크류로 장착되는 추진레일에 있어서, 상기 추진레일은, 상기 부상레일의 상면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 절단가공되어 다수 개의 장착홀이 형성되는 메인프레임과; 상기 메인프레임의 양단에 상단이 결합되면서 상기 부상레일의 측면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 다수 개의 장착홀이 형성되는 측프레임으로 구성되어 조립되는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일 및 그 추진레일의 제조방법에 관한 것이다.

Description

흡인식 자기부상 열차용 추진레일 및 그 추진레일의 제조방법{Attractive magnetic levitation trains and rail propulsion, and the promotion of the rail manufacturing method}

본 발명은 흡인식 자기부상 열차의 추진레일에 관한 것으로, 더 상세하게는 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 추진레일을 간단한 제조공정에 의해 완화구간 내의 곡률을 가지면서 갭(gap)이 없도록 한 흡인식 자기부상 열차용 추진레일 및 그 추진레일의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자기부상 열차란 자력을 이용하여 차량을 선로 위에 부상시켜 움직이는 열차를 말하는 것으로, 이러한 자기부상 열차는 선로와의 접촉이 없으므로 소음 및 진동이 거의 없을 뿐만 아니라 고속을 유지할 수 있어 미래의 초고속 열차 방식으로 대체되어야 할 운송수단이다.

이러한 자기부상 열차의 부상시키는 통상적인 방법은, 같은 극의 자석 간에 작용하는 반발력을 이용한 반발식과, 자석 간의 인력을 이용하여 지지레일과 자석 간의 인력으로 부상시키는 흡인식으로 구분될 수 있다.

한편, 상기한 방식 중 본원에서는 후자인 흡인식 자기부상 열차에 적용되는 레일에 관한 것으로, 상기 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 부상레일(110)의 상부에 자력을 발생하는 즉, 모터의 고정자와 같은 역할을 하는 추진레일(120)이 상기 부상레일(110)로 후술하는 도 6에 도시된 추진레일(120)의 평면과 측면 형성된 수개의 홀을 통하여 통상적인 방식인 볼트나 스크류에 의해 장착되고, 이 추진레일(120)의 상부로 자기부상 열차의 차체 하부에 구비되는 대차(130)가 공지의 흡인식 자기부상 열차에 적용되는 것과 같은 방식으로 추진레일의 상부로 결합되도록 구성되어, 자력의 상호 작용에 의해 자기부상 열차를 부상시켜 추진될 수 있도록 구성된다.

이렇게, 상기 흡인식 자기부상 열차가 자력에 의해 추진되도록 구성되는 종래의 레일(100)은, 도 5에 도시된 바와 같이 크게 직선구간(A)과 곡선구간(C) 및 이 직선구간과 곡선구간이 원활하게 연결되도록 하는 완화구간(B)으로 나누어진다.

상기와 같이 각 구간으로 나누어지는 구간에서도 직선구간(A)과 곡선구간(C)을 원활하게 연결하도록 완화구간(C)에 구비되는 부상레일(110)로 장착되는 종래의 추진레일(120)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 부상레일의 상면에 장착되는 평면(122)과, 이 평면의 양단에는 상기 부상레일의 측면으로 장착되는 각각의 측면(124)이 일체로 압출 공정에 의해 직선으로 제작되고, 상기 평면과 측면에는 상기 부상레일로 장착을 위한 홀(122a)(124a)이 가공 형성된다.

하지만, 완화구간(C)은 적어도 4~6m 정도의 길이를 가지면서 직선구간과 곡선구간을 원활하게 연결하기 위한 일정한 곡률을 갖도록 제작되는 것으로, 통상적인 여러 작업공정을 거쳐 완화구간에 설치되는 추진레일이 제작되었다.

즉, 종래의 평면(122)과 측면(124)이 일체로 형성된 추진레일(120)을 직선으로 압출 후 평탄성 작업을 행하는 1차 교정작업 후 상기 추진레일의 내부 용질원자를 과포화시켜 연성으로 변환시키는 용체화 공정을 행하는 1차 열처리작업한 다음 완화구간의 곡률에 맞도록 공지의 푸시 벤딩(PUSH BENDING)이나 로터리 벤딩(ROTARY BENDING) 또는 롤 벤딩(ROLL BENDING) 등을 통하여 벤딩하는 벤딩작업을 행한다.

그런 다음 상기 추진레일을 강성화하는 석출경화을 행하는 2차 열처리작업을 하고, 다시 뒤틀림을 교정하기 위한 2차 교정작업 후 절단작업을 거쳐 홀을 가공하기 위한 홀 작업을 행함으로써, 비로소 상기 추진레일의 제작작업이 완료되는 것이다.

그러나, 종래 상기 추진레일을 제작하는 작업은 전술한 바와 같이 상당히 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라 그로 인해 제조원가가 상당히 고가인 문제점이 발생하였음은 물론 특히 각 작업공정 시 치수 정확도가 떨어져 부상레일과의 조립시 불량발생이 상당히 높은 문제점이 초래되었다.

이러한 문제점을 해소하고자 종래에도 직선으로 압출한 추진레일을 짧은 길이를 갖도록 여러 개로 절단하여 서로 연속적으로 조립하는 방법도 사용하였으나, 이때 상기 추진레일과 추진레일 사이에 발생하는 갭(gap)으로 인하여 자기장이 끊기는 현상이 발생하였고 그로 인해 흡인식 자기부상 열차의 주행시 자기장의 끊김으로 인한 소음 및 진동이 발생하는 원인을 제공하였던 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안한 것으로, 그 주된 목적은 간단한 작업공정으로 제조가 이루어질 뿐만 아니라 완화구간 내의 곡률로 제작됨은 물론 갭 없는 흡인식 자기부상 열차에 사용되는 추진레일을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 완화구간 따라 정확한 곡률로 형성될 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조립작업이 간단하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일의 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 부상레일 상에 볼트 또는 스크류로 장착되는 추진레일에 있어서, 상기 추진레일은, 상기 부상레일의 상면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 절단가공되어 다수 개의 장착홀이 형성되는 메인프레임과; 상기 메인프레임의 양단에 상단이 결합되면서 상기 부상레일의 측면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 다수 개의 장착홀이 형성되는 측프레임으로 구성되어 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인프레임의 양단은 절단가공시 측정된 완화구간의 곡률에 따라 결합부가 형성되어 측프레임과 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 측프레임의 상단은 메인프레임의 결합부가 삽입되어 결합되는 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인프레임의 상면과 측프레임의 상면을 동일면 상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일의 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 부상레일 상에 볼트 또는 스크류에 의해 장착되는 추진레일을 제조하는 방법에 있어서, 모제의 양단을 측정된 완화구간의 곡률로 형성되도록 절단가공하여 메인프레임을 형성하고, 상기 메인프레임의 양단에 결합되도록 압출에 의해 측프레임을 형성하며, 상기 메인프레임과 측프레임에 상기 부상레일로 상기 볼트 또는 스크류로 장착할 수 있도록 각각의 장착홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인프레임의 양단에는 절단가공시 측프레임의 상단과 결합되는 결합부가 동시에 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 측프레임의 상단에는 압출 형성시 메인프레임의 결합부가 삽입되어 결합되도록 삽입부가 일체로 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 간단한 작업공정으로 제조가 이루어질 뿐만 아니라 완화구간 내의 곡률로 제작됨은 물론 갭 없는 흡인식 자기부상 열차에 사용되는 추진레일을 제공함으로써, 번거로움 없이 단시간 내에 제작이 이루어져 대량생산이 가능함에 따라 제조단가를 낮출 수 있음은 물론 설치작업 또한 간단하게 이루어지며, 흡인식 자기부상 열차가 완화구간을 주행시 갭이 없는 관계로 소음 및 진동 또한 발생하지 않는 효과와 함께 부상레일과의 불량 없이 용이하게 조립할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 완화구간 따라 정확한 곡률로 형성될 수 있도록 함으로써, 번거로운 여러 공정을 거치지 않고 완화구간과 일치하는 정확한 곡률로 제작이 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 갖는 것이다.

또한, 메인프레임과 측프레임 간의 결합도 간단한 구조인 서로 맞물림 형태로 이루어짐으로써, 조립작업이 간단하고 용이하게 이루어져 단시간 내에 조립이 이루어질 수 있는 효과도 갖는다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 제조단계를 나타낸 요부도.
도 2는 본 발명이 결합된 상태의 개략적인 요부 사시도.
도 3은 도 1에 따른 개략적인 요부 단면도.
도 4는 자기부상 열차의 레일 구간을 나타낸 요부도.
도 5는 일반적인 흡인식 자기부상 열차의 레일 구조를 나타낸 요부도.
도 6은 도 5에 따른 종래 추진레일을 나타낸 요부 사시도.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 제조단계를 나타낸 요부도이며, 도 2는 본 발명이 결합된 상태의 개략적인 요부 사시도이고, 도 3은 도 1에 따른 개략적인 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일(100)의 직선구간(A)과 곡선구간(C)을 연결하는 완화구간(B)의 부상레일(110) 상에 통상적인 볼트 또는 스크류에 의해 장착되는 추진레일(120)에 있어서,

본 발명은, 간단한 작업공정으로 제조가 이루어질 뿐만 아니라 완화구간 내의 곡률을 가짐은 물론 갭이 없도록 하기 위하여,

상기 추진레일(120)은,

부상레일(110)의 상면에 장착되도록 도 1a에서와 같이 통상의 판재 형태의 모재(10A)를 공지의 절단가공방식에 의해 도 1b에서와 같이 절단가공하여 제작하는 메인프레임(10)과;

상기 메인프레임(10)의 양단에 도 1c에서와 같이 상단이 결합되어 상기 메인프레임의 양단이 변형이나 상부로 이격되지 않도록 지지하면서 상기 부상레일의 측면에 장착되도록 공지의 압출방식에 의해 압출되는 측프레임(20)으로 구성되어 조립되는 것을 나타낸 것이다.

상기에서, 메인프레임(10)이나 측프레임(20)에는 도 1d에서와 같이 통상적인 홀 가공 등을 통하여 상기 부상레일(110)에 장착할 수 있는 다수 개로 각각의 장착홀(12)(22)이 형성되어 통상적인 볼트나 스크류 등에 의해 상기 부상레일로 장착되어 진다.

즉, 본 발명의 추진레일(120)은, 종래와 같이 추진레일이 평면과 측면이 일체로 압출되어 형성되는 것이 아니라 절단가공에 의해 메인프레임(10)을 형성하고, 압출에 의해 측프레임(20)을 형성한 후, 메인프레임(10)과 측프레임(20)을 도 2 및 도 3에서와 같이 결합시키면서 상기 부상레일의 상면과 측면으로 각각의 장착홀을 통하여 볼트 또는 스크류로 장착하도록 구성된다.

그에 따라 완화구간에 장착되는 본 발명의 추진레일(120)을 종래와 같이 상당히 번거롭고 많은 공정을 거치는 것이 아니라 절단가공과 압출에 의해서만 추진레일을 형성함으로써, 간단한 작업공정과 단시간 내에 추진레일이 제작될 수 있는 것이다.

다시 말해서, 본 발명은 압출된 모제를 전술한 바와 같이 1차 교정작업 후 1차 열처리작업과 2차 열처리작업을 거쳐 2차 교정작업한 다음 절단가공공정을 거쳐 홀을 가공함으로써, 전술한 종래의 작업공정에 비해 더욱더 간단해질 수 있는 것이다.

상기 메인프레임(10)의 양단은 절단가공시 도 1b에서와 같이 상기 추진레일을 설치하고자 측정된 완화구간(B)의 곡률에 따라 한번에 공지의 스페셜 툴 가공에 의해 단턱진 형태의 결합부(10a)가 형성되어 측프레임(20)과 결합되도록 가공하는 것이 바람직하다. 즉, 절단가공시 완화구간의 곡률로 절단한 후 다시 상기 측프레임과 결합하기 위해 결합부를 별도로 가공하는 것이 아니라 공지의 스페셜 툴 가공에 의해 절단과 동시에 결합부가 형성되도록 가공함으로써, 작업공정의 번거로움을 최소화할 수 있음은 물론 작업시간 또한 더욱더 단축할 수 있는 것이다.

또한, 절단가공시 설치하고자 하는 완화구간의 곡률에 따라 정확하게 절단가공이 이루어짐으로써, 상기 부상레일과의 밀착이 불량 없이 용이하게 조립될 수 있음은 물론 종래 추진레일 간에 형성되었던 갭 또한 전혀 없는 상태로 제작됨에 따라 자기부상 열차의 주행시 소음 및 진동이 전혀 발생하지 않게 되는 것이다.

상기 측프레임(20)의 상단은 메인프레임(10)의 결합부(10a)가 삽입되어 결합되는 삽입부(20a)가 압출시 일체로 형성되도록 함으로써, 이 또한 여러 가공공정 등을 통하여 형성되는 것이 아니라 압출 당시에 형성됨에 따라 제작 또한 단시간 내에 간단하게 이루어질 수 있는 것이다.

상기 메인프레임(10)의 상면과 측프레임(20)의 상면을 절단가공시와 압출 제작시 어느 일면이 다른 높이를 갖지 않고 동일면을 이루도록 함으로써, 상기 메인프레임과 측프레임의 표면 또한 불균일한 상태가 아닌 균일한 평탄성을 갖질 수 있도록 하여 흡인식 자기부상 열차의 주행이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간에 설치되는 추진레일을 일체형의 압출 방식으로 제작 후 여러 작업공정을 거쳐 제작되는 것이 아니라 간단한 작업공정인 절단가공과 압출 작업을 통하여 완화구간의 곡률과 정확한 곡률을 가지면서 번거로움 없이 간단한 조립작업에 의해 설치될 수 있는 뛰어난 작업성도 가지는 것이다.

10 : 메인프레임 10A : 모재
10a : 결합부 12,22 : 장착홀
20 : 측프레임 20a : 삽입부
100 : 레일 110 : 부상레일
120 : 추진레일 130 : 대차

Claims (7)

1. 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일의 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 부상레일 상에 볼트 또는 스크류로 장착되는 추진레일에 있어서,
   상기 추진레일(120)은,
   상기 부상레일의 상면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 절단가공되어 다수 개의 장착홀(12)이 형성되는 메인프레임(10)과;
   상기 메인프레임의 양단에 상단이 결합되면서 상기 부상레일의 측면에 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착되도록 다수 개의 장착홀(22)이 형성되는 측프레임(20)으로 구성되어 조립되는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일.
2. 제1항에 있어서, 상기 메인프레임(10)의 양단은 절단가공시 측정된 완화구간의 곡률에 따라 결합부(10a)가 형성되어 측프레임(20)과 결합되는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일.
3. 제2항에 있어서, 상기 측프레임(20)의 상단은 상기 메인프레임의 결합부가 삽입되어 결합되는 삽입부(20a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인프레임(10)의 상면과 측프레임(20)의 상면을 동일면 상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일.
5. 흡인식 자기부상 열차가 주행하는 레일의 직선구간과 곡선구간을 연결하는 완화구간의 부상레일 상에 볼트 또는 스크류에 의해 장착되는 추진레일을 제조하는 방법에 있어서,
   모제의 양단을 측정된 완화구간의 곡률로 형성되도록 절단가공하여 메인프레임을 형성하고, 상기 메인프레임의 양단에 결합되도록 압출에 의해 측프레임을 형성하며, 상기 메인프레임과 측프레임에 상기 부상레일로 상기 볼트 또는 스크류에 의해 장착할 수 있도록 각각의 장착홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 메인프레임의 양단에는 절단가공시 상기 측프레임의 상단과 결합되는 결합부가 동시에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 측프레임의 상단에는 압출 형성시 상기 메인프레임의 결합부가 삽입되어 결합되도록 삽입부가 일체로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 흡인식 자기부상 열차용 추진레일의 제조방법.

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