KR101183900B1 - 자기부상열차용 분기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기부상열차용 분기기에 관한 것으로, 거더와 거더 사이에 회전 운동 및 직선 운동을 할 수 있도록 하고 거더의 회전 운동시 구동 로울러가 타원 궤적이 아닌 원호 궤적을 이루도록 하여 구동 로울러의 미끄럼에 의해 발생하는 소음 및 마모를 방지하기 위한 것이다.

Description

자기부상열차용 분기기 {Girder type switch track}
본 발명은 자기부상열차용 분기기에 관한 것이다.
문헌1에는 회전 운동이 가능하게 설치되는 시작단 거더, 상기 시작단 거더에 회전 가능하게 연결되는 연결 거더 및 상기 연결 거더에 회전 가능하게 연결되는 끝단 거더로 이루어져 있다.
그런데 위와 같은 자기부상열차용 분기기는 시작단 거더, 연결 거더 및 끝단 거더가 서로 회전 운동이 가능하도록 관절 형태로 연결되어 있기 때문에 끝단 거더의 최외곽은 원호를 그리지 못하고 타원으로 운동하는 구조이다. 따라서 거더 하부에 설치된 하부 구동로울러는 구동 회전방향이 원호가 아닌 타원 운동을 하므로 구동로울러가 구동방향에 직각방향으로 미끄러져 소음이 발생하고 떨림 및 마모 등이 발생하는 문제점이 나타났다.
문헌1 : 등록특허공보 등록번호 10-0894314
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 거더와 거더 사이에 회전 궤적시 발생하는 길이 방향의 신축 변화를 흡수할 수 있도록 하여 구동 로울러가 정상적인 원호를 그리며 회전하도록 하는데 목적이 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 분기기는, 일측에 설치된 힌지를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 시작단 거더(110); 상기 시작단 거더(110)의 타측에 연결되는 연결 거더(120); 상기 연결 거더(120)의 타측에 연결되는 끝단 거더(130); 상기 연결 거더(120)의 일측 및 상기 끝단 거더(130)의 일측이 원호 궤적을 따라 이동하도록 상기 연결 거더(120)의 일측 및 상기 끝단 거더(130)의 일측에 회전 가능하게 연결되고 지면에 대하여 회전 가능하게 설치되는 링크(140); 상기 시작단 거더(110) 또는 상기 연결 거더(120)에 수직하게 설치되는 샤프트(202); 상기 샤프트(202)를 회전 자유롭게 지지하는 프레임(201); 상기 프레임(201)의 하부에 설치되는 플레이트(204); 상기 플레이트(204)의 하부에 설치되어 상기 플레이트(204)를 거더의 길이방향으로 안내하도록 상기 연결 거더(120) 또는 상기 끝단 거더(130)에 설치되는 리니어베어링(206);을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 거더 연결구조는, 제1거더에 수직하게 설치되는 샤프트(202); 상기 샤프트(202)를 회전 자유롭게 지지하는 프레임(201); 상기 프레임(201)의 하부에 설치되는 플레이트(204); 상기 플레이트(204)의 하부에 설치되어 상기 플레이트(204)를 거더의 길이방향으로 안내하는 리니어베어링(206); 상기 리니어베어링(206)이 설치되는 제2거더;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 거더 연결구조는, 상기 샤프트(202)와 상기 프레임(201) 사이에 설치되는 롤러 베어링(207); 상기 프레임(201) 상부에 설치되는 커버(203); 상기 커버(203) 내면과 상기 샤프트(202) 사이에 설치되는 오일 시일(208);을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서는 거더와 거더 사이에 길이 방향 변위를 흡수할 수 있도록 하여 거더 하부에 설치된 구동 로울러가 원호 방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 한다.
이에 따라 구동 롤러의 축 방향으로 미끄러짐이 발생되지 않아서 소음이 발생하지 않고 구동 롤러의 마모가 발생하지 않게 된다.
도 1은 본 발명 분기기를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명 분기기를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명 분기기의 연결 부분을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명 분기기의 시작단 거더에 설치된 힌지 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명 분기기의 연결 부분에 설치된 로울러의 단면도이다.
도 6은 본 발명 분기기의 연결 부분에 설치된 로울러의 정면도이다.
[전체 배치 구조]
본 발명의 분기기는 일측에 설치된 힌지(도1의 B 표시 부분)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 시작단 거더(110); 상기 시작단 거더(110)의 타측에 연결되는 연결 거더(120); 및 상기 연결 거더(120)의 타측에 연결되는 끝단 거더(130)로 이루어져 있다.
본 발명의 실시예에서는 3개의 거더로 이루어진 분기기를 예시하고 있지만, 연결 거더(120)를 생략하여 시작단 거더(110)와 끝단 거더(120) 즉 2개의 거더로 구성할 수 있다. 물론, 4개 이상의 거더로 분기기를 구성할 수도 있다.
시작단 거더(110)와 연결 거더(120) 사이에는 힌지(도1의 A 표시 부분)가 설치되어 있어서, 양자는 힌지를 중심으로 상대적으로 회전 운동을 할 수 있고, 시작단 거더(110)와 연결 거더(120) 사이에 설치된 리니어베어링에 의해 시작단 거더(110)와 연결 거더(120)는 길이 방향으로 상대적으로 이동할 수 있다.
연결 거더(120)와 끝단 거더(130) 사이에는 힌지(도1의 A 표시 부분)가 설치되어 있어서, 양자는 힌지를 중심으로 상대적으로 회전 운동을 할 수 있고, 연결 거더(120)와 끝단 거더(130) 사이에 설치된 리니어베어링에 의해 연결 거더(120)와 끝단 거더(130)는 길이 방향으로 상대적으로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 시작단 거더(110)와 연결 거더(120)가 서로 회전 운동 및 직선 운동을 할 수 있고, 연결 거더(120)와 끝단 거더(130)가 서로 회전 운동 및 직선 운동을 할 수 있으며, 연결 거더(120)와 끝단 거더(130)를 원호 궤적으로 구속하는 링크(140)에 의해, 거더 하부에 설치된 구동 로울러가 항상 원호 궤적으로 이동하게 된다.
[연결 링크]
상기 연결 거더(120)의 일측이 원호 궤적을 따라 이동하도록 상기 연결 거더(120)의 일측에는 링크(140)가 회전 가능하게 연결되어 있다.
위 링크(140)는 지면에 대하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 위 링크(140)는 연결 거더(120)의 양측에 연결되고 지면의 한곳에서 연결되도록 평면도에서 보았을 때 삼각형 형상을 하고 있는 것이 바람직하다.
연결 거더(120)는 링크(130)에 의해 구속되어 있으므로 연결 거더(120)의 선회시 연결 거더(120)의 최외각 즉 타측 단부는 원호 궤적을 따라 이동한다.
끝단 거더(130)의 일측이 원호 궤적을 따라 이동하도록 끝단 거더(130)의 일측에는 링크(140)가 회전 가능하게 연결되어 있다.
위 링크(140)는 지면에 대하여 회전 가능하게 설치되어 있다.
위 링크(140)는 끝단 거더(130)의 양측에 연결되고 지면의 한곳에서 연결되도록 평면도에서 보았을 때 삼각형 형상을 하고 있는 것이 바람직하다.
끝단 거더(130)는 링크(140)에 의해 구속되어 있으므로 끝단 거더(130)의 선회시 끝단 거더(130)의 최외각 즉 타측 단부는 원호 궤적을 따라 이동한다.
[ 시작단 거더(110)와 연결 거더 (120) 사이의 구조]
연결거더(120)의 하면에는 샤프트(202)가 수직하게 설치되어 있다. 상기 샤프트(202)는 연결 거더(110) 쪽에 위치하는 헤드, 상기 헤드에 일체로 형성되어 하방으로 뻗어 있는 스템으로 이루어져 있다. 상기 샤프트(202)의 상부에 위치하는 헤드에는 체결공이 형성되어 있다.
상기 샤프트(202)의 스템 외부에는 프레임(201)이 위치한다.
상기 프레임(201)은 샤프트(202)를 수용하는 원통과 상기 원통과 일체로 형성되며 원통 하부에 위치하는 플랜지로 이루어져 있다. 상기 플랜지에는 체결공이 형성된다. 원통 내부에는 내경이 작은 중앙부 및 내경이 큰 상부와 하부로 구성된다. 프레임(201)의 원통 중앙부에는 관통공을 형성하고 위 관통공을 이용하여 롤러 베어링(207)에 필요한 윤활유를 주입할 수 있도록 한다.
상기 샤프트(202)와 프레임(201) 사이에는 롤러 베어링(207)이 설치되어 있다. 롤러 베어링(207)은 외륜, 내륜 및 외륜과 내륜 사이에 위치하는 롤러로 구성된다. 롤러 베어링(207)은 상기 샤프트(202)의 상부 및 하부 2곳에 설치되어 있다. 샤프트(202)의 하단에 결합되는 로크너트(113)에 의해 베어링(207)은 샤프트(202) 및 프레임(201)에 고정되어, 내륜은 샤프트에 고정되고, 외륜은 프레임에 고정된다.
프레임(201) 하부에는 플레이트(204)가 설치되어 있다. 플레이트(204)에 의해 프레임(201) 내부 공간이 외부에 노출되지 않도록 한다.
프레임(201) 상부에는 상부 커버(203)가 설치되어 있고, 상부 커버(203)와 샤프트(202) 사이에는 오일 시일(208)이 설치되어 있다.
프레임(201)은 롤러 베어링(207)에 의해 상기 샤프트(202)를 회전 자유롭게 지지한다.
상기 플레이트(204)의 하부에는 상기 플레이트(204)를 거더의 길이방향으로 안내하는 리니어베어링(206)이 설치되어 있다. 상기 리니어 베어링(206)은 레일과 상기 레일을 안내하는 안내홈으로 이루어져 있다. 상기 안내홈은 플레이트(204)에 형성되어 있다. 플레이트와 별개의 부재에 안내홈을 형성한 후 위 부재를 플레이트(204) 저면에 고정해도 무방하다.
상기 리니어베어링(206)은 플레이트(205)에 고정되어 있고, 상기 플레이트 (205)는 시작단 거더(110)에 고정되어 있다.
[연결 거더(120)와 끝단 거더 (130) 사이의 구조]
연결 거더(120)와 끝단 거더(130) 사이에도 롤러 베어링 및 리니어베어링이 설치되어 있다. 즉 연결 거더(120)의 일측과 타측의 구조는 서로 대칭으로, 연결거더(120)를 시작단 거더(110)에 연결하는 구조와 연결거더(120)를 끝단거더(130)에 연결하는 구조는 서로 동일하다.
[ 시작단 거더(110)의 일측에 설치된 힌지 구조]
시작단 거더(110)의 일측 하부에는 샤프트(302)가 수직 방향으로 설치되어 있다, 상기 샤프트(302)는 시작단 거더(110) 쪽에 위치하는 헤드, 상기 헤드에 일체로 형성되어 하방으로 뻗어 있는 스템으로 이루어져 있다. 상기 샤프트(302)의 상부에 위치하는 헤드에는 체결공이 형성되어 있다.
상기 샤프트(302)의 스템 외부에는 프레임(301)이 위치한다.
상기 프레임(301)은 샤프트(302)를 수용하는 원통과 상기 원통과 일체로 형성되며 원통 하부에 위치하는 플랜지로 이루어져 있다. 상기 플랜지에는 체결공이 형성된다. 원통 내부에는 내경이 작은 중앙부 및 내경이 큰 상부와 하부로 구성된다.
상기 샤프트(302)와 프레임(301) 사이에는 롤러 베어링(311)이 설치되어 있다. 롤러 베어링(311)은 외륜, 내륜 및 외륜과 내륜 사이에 위치하는 롤러로 구성된다. 롤러 베어링(311)은 상기 샤프트(302)의 상부 및 하부 2곳에 설치되어 있다. 로크너트(113)에 의해 베어링(311)은 샤프트(302) 및 프레임(301)에 고정되어, 내륜은 샤프트에 고정되고, 외륜은 프레임에 고정된다.
프레임(301) 하부에는 하부 커버(304)가 설치되어 있다.
프레임(301) 상부에는 상부 커버(303)가 설치되어 있고, 상부 커버(303)와 샤프트(302) 사이에는 오일 시일(312)이 설치되어 있다.
[ 거더와 거더 사이에 설치된 서포트 로울러 ]
시작단 거더(110)와 연결 거더(120) 사이에는 전술한 리니어 베어링이 설치되어 있고, 상기 리니어 베어링의 양측에는 서포트 로울러(230)가 설치되어 있다.
연결 거더(120) 하면에는 브라켓(212)이 고정되어 있고, 위 브라켓(212)에는 중공이 형성된 스페이서(214)가 고정된다. 브라켓(212)에 고정되는 샤프트(216)가 위 중공에 삽입된다. 위 샤프트(216)에 설치된 베어링(220)을 매개로 위 서포트 로울러(230)가 회전 자유롭게 설치되어 있다. 베어링(220)의 양측에는 커버(218)가 로울러(230)에 고정되어 이물질이 베어링(220)으로 침투하지 못하도록 한다.
위 서포트 로울러(230)는 시작단 거더(110)에 고정된 플레이트 위에 접촉된 상태에서 구름 운동을 한다.
즉, 시작단 거더(110)와 연결 거더(120)가 서로 길이 방향으로 직선 운동을 하는 경우에 위 로울러(230)는 하중을 지지하면서 연결 거더(120)가 시작단 거더(110)에 대하여 원활하게 이동할 수 있도록 하는 것이다.
상기 서포트 로울러(230)는 연결 거더(120)의 타측과 끝단 거더(130)의 일측 사이에도 설치되어 있다.
[작동에 대한 설명]
분기를 위하여 거더가 회전하는 경우, 연결 거더와 끝단 거더는 링크(140)에 의해 구속되어 원호 궤적으로 이동하게 된다. 이때 연결 거더와 끝단 거더 사이에 발생하는 거리 변화는 리니어 베어링에 의해 흡수할 수 있기 때문에 거더 하부에 설치된 구동 로울러는 항상 원호 운동을 하게 된다.
따라서 종래 기술과 같은 구동로울러의 축방향 미끄러짐 현상으로 인한 소음 및 마모 문제가 발생하지 않게 된다.
[ 거더 연결구조에 관한 실시예 ]
위에서 설명한 연결구조는 회전 운동과 직선 운동을 할 필요가 있는 제1 거더와 제2 거더 사이에 임의대로 적용할 수 있다. 즉, 시작단 거더(110), 연결 거더(120) 또는 끝단 거더(130)의 거더들 중의 어느 하나의 거더인 제1거더와, 상기 거더들의 나머지 중 어느 하나의 거더이고 상기 제1거더에 연결되는 제2거더 사이의 적용할 수 있다.
[링크의 작동에 관한 설명]
도 8에는 시작단 거더(110), 연결 거더(120) 및 끝단 거더(130)의 원호 운동을 궤적으로 나타낸 것이고, 도 9는 시작단 거더(110) 및 연결 거더(120) 부분을 확대해서 나타낸 것이다.
시작단 거더(110)의 중앙측 하부에는 링크(140)의 힌지(142)가 설치되어 있고, 링크(140)는 위 힌지(142)를 중심으로 연결 거더(120)가 원호 궤적을 이루도록 연결 거더(120)의 움직임을 제한한다.
링크(140)는 전방이 넓은 삼각형 형태로서, 일측은 힌지(142)에 연결되어 있고 타측은 연결 거더(120)의 하면 2곳에서 힌지(144)로 결합되어 있다.
끝단 거더(130) 역시 전방이 넓은 삼각형 형태의 링크(140)에 의해 일측은 1곳에서 지면에 대하여 힌지로 연결되어 있고 타측은 2곳이 끝단 거더(130)에 힌지로 연결되어 있다. 끝단 거더(130)에 연결된 링크(140)의 일측 힌지는, 시작단 거더(110)의 원호 이동을 안내하는 레일이 설치된 구조물에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
연결 거더(120)는 링크(140)에 의해 연결되어 있으므로 원호 궤적을 이루게 되고, 시작단 거더(110)와 연결 거더(120) 사이에 발생하는 수축 또는 인장은 시작단 거더(110)와 연결 거더(120) 사이에 설치된 리니어 베어링에 의해 흡수되는 것이다. 도10에는 이러한 궤적을 원호 형태로 도시하고 있다.
마찬가지로, 끝단 거더(130) 역시 링크(140)에 의해 연결되어 있으므로 원호 궤적으로 이루게 되고, 연결 거더(120)와 끝단 거더(130) 사이에 발생하는 수축 또는 인장은 연결 거더(120)와 끝단 거더(130) 사이에 설치된 리니어 베어링에 의해 흡수되는 것이다.
따라서 거더 하부의 구동 로울러는 타원 운동을 하지 않게 되고 로울러의 축방향 미끄러짐이 없이 원호 궤적을 이루면서 이동하게 되는 것이다.
본 발명은 자기부상열차 또는 일반열차 등의 분기기에 이용할 수 있다.
시작단 거더(110) 연결 거더(120) 끝단 거더(130)
샤프트(202) 프레임(201) 플레이트(204)
리니어베어링(206)

Claims (3)

  1. 일측에 설치된 힌지를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 시작단 거더(110);
    상기 시작단 거더(110)의 타측에 연결되는 연결 거더(120);
    상기 연결 거더(120)의 타측에 연결되는 끝단 거더(130);
    상기 연결 거더(120)의 일측 및 상기 끝단 거더(130)의 일측이 원호 궤적을 따라 이동하도록 상기 연결 거더(120)의 일측 및 상기 끝단 거더(130)의 일측에 회전 가능하게 연결되고 지면에 대하여 회전 가능하게 설치되는 링크(140);
    상기 시작단 거더(110)의 일측 하부 또는 상기 연결 거더(120)의 하면에 수직하게 설치되는 샤프트(202);
    상기 샤프트(202)를 회전 자유롭게 지지하는 프레임(201);
    상기 프레임(201)의 하부에 설치되는 플레이트(204);
    상기 플레이트(204)의 하부에 설치되어 상기 플레이트(204)를 거더의 길이방향으로 안내하도록 상기 연결 거더(120) 또는 상기 끝단 거더(130)에 설치되는 리니어베어링(206);을 포함하는 분기기.
  2. 시작단 거더(110), 연결 거더(120) 또는 끝단 거더(130)의 거더들 중의 어느 하나의 거더인 제1거더에 수직하게 설치되는 샤프트(202);
    상기 샤프트(202)를 회전 자유롭게 지지하는 프레임(201);
    상기 프레임(201)의 하부에 설치되는 플레이트(204);
    상기 플레이트(204)의 하부에 설치되어 상기 플레이트(204)를 거더의 길이방향으로 안내하는 리니어베어링(206);
    상기 리니어베어링(206)이 설치되고 상기 거더들의 나머지 중 어느 하나의 거더인 제2거더;를 포함하는 거더 연결구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 샤프트(202)와 상기 프레임(201) 사이에 설치되는 롤러 베어링(207);
    상기 프레임(201) 상부에 설치되는 커버(203);
    상기 커버(203) 내면과 상기 샤프트(202) 사이에 설치되는 오일 시일(208);을 포함하는 거더 연결구조.
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