KR101326566B1 - 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템 - Google Patents

자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템 Download PDF

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Abstract

차체 하부에 배치되어 차체를 지지하는 대차모듈이 분절레일을 감싸는 구조의 대차모듈 및 분절레일 결합체; 분절레일의 분절레일 프레임을 받친 상태에서 대차모듈 및 분절레일 결합체를 차체로부터 분리 하강시켜 착탈하는 대차모듈 착탈장치; 대차모듈 착탈장치가 착탈한 대차모듈 및 분절레일 결합체를 인양하는 천장 크레인; 천장 크레인이 인양한 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치하여 대차 보관장으로 운반하고, 대차모듈 및 분절레일 결합체에서 대차모듈 및 분절레일을 서로 분리하는 대차모듈 운반장치; 및 대차모듈 운반장치에 의해 분리된 대차모듈을 거치하는 대차 받침대를 포함하되; 대차모듈 운반장치에 의해 대차모듈이 대차 받침대 방향으로 이동할 때 분절레일은 대차모듈 운반장치에 고정되어 대차모듈로부터 분리되는 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비 작업장에 입고된 자기부상열차의 대차모듈과 분절레일을 용이하게 분리할 수 있는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템이 개시된다.

Description

자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템 {SYSTEM FOR SEPARATING SEGMENTAL RAIL FROM BOGIE MODULE FOR MAGNETIC LEVITATION TRAIN}
본 발명은 자기부상열차에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비 작업장에 입고된 자기부상열차의 대차모듈(Bogie Module)과 분절레일(Segmental Rail)을 분리하는, 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템에 관한 것이다.
자기부상열차(Magnetic Levitation Train)란 자기력을 이용해 차량을 궤도 위에 띄워서 움직이는 열차를 말하며, 궤도와의 접촉이 없어 소음과 진동이 적고 레일처럼 마찰이 없어 고속운행을 할 수 있다.
이러한 자기부상열차가 움직이기 위해서는 자기부상열차를 궤도로부터 띄우는 힘과 자기부상열차를 원하는 방향으로 진행시키는 두 가지의 힘이 필요하며, 우선적으로 자기력을 이용하여 자기부상열차를 궤도 위에 띄우고, 또한 자기부상열차를 진행시키기 위해서는 리니어 모터를 사용한다. 리니어 모터는 일반적으로 알고 있는 모터의 원형 코일을 선형으로 편 형태의 모터를 말하며, 이때, 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꿔주면 자기장이 바뀌어 열차와 궤도 사이의 힘이 인력과 척력으로 주기적으로 바뀌게 된다. 따라서 자기부상열차의 진행 속도에 따라 코일에 흐르는 교류의 진동수를 조절함으로써, 자기부상열차에는 계속해서 진행 방향으로의 힘만을 가할 수 있다.
그런데 천연자석은 열차를 띄울 만큼 자력이 충분히 강력하지 않기 때문에 전자석을 사용한다. 이러한 전자석의 세기는 전자석에 흐르는 전류의 양에 비례하기 때문에 전자석에 아주 많은 전류를 흘려주면 열차를 띄울 만큼 강한 자력을 얻을 수 있다. 이때, 전자석에 저항이 있는 전선을 사용하면 저항 때문에 충분히 강한 전류를 흘릴 수도 없고 열에너지로 바뀌는 전기에너지를 계속 보충해야 하는 불편함이 발생한다. 이를 해결하기 위해서 전자석의 전선을 초전도체로 만드는데, 이러한 초전도체는 저항이 없기 때문에 한번 전류를 흘려주면 전류가 계속 흐르게 되고 강한 전류를 쉽게 흘릴 수 있다.
한편, 도 1은 일반적인 자기부상열차 구조물을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 자기부상열차 구조물은, 차체(1), 대차모듈(2), 궤도(3), 집전용 강체가선(4), 거더 빔(5), 교좌장치(6), 교각(7) 및 기초(8)를 포함할 수 있다.
자기부상열차의 궤도(3)는 고가궤도의 형태로 건설되며, 자기부상열차는 궤도(3)와 비접촉 방식으로 주행하고, 대차모듈(2)이 궤도(3)를 감싸고 주행하는 구조적 특성으로 인해, 일반적인 철차륜 방식의 궤도와는 다른 특수한 형태를 지니고 있다. 이때, 궤도(3) 및 기반시설, 건설분야는 자기부상열차의 지지와 안내역할을 하는 설비로서, 궤도구조물(가이드레일, 침목, 분기기 등), 교량구조물, 역사구조물 등으로 구성되어 있다. 이때, 궤도 구축물은, 도 1에 도시된 바와 같이, 궤도(3) 이외에 기초(80), 교각(7), 교좌장치(6), 거더 빔(5) 등의 토목부 등을 포함한다.
또한, 자기부상철도의 궤도(30)의 구조는 부상 레일(Guide Rail), 차량의 선형유도 전동기와 연계되어 차량 추진에 관계되는 추진 레일(AL Reaction Plate) 및 상기 부상 레일과 추진 레일을 지지하는 역할을 하는 모노블록 침목(Cross Arm 또는 Mono-Block)으로 구성되어 있다.
한편, 도 2는 종래의 기술에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 종래의 기술에 따른 자기부상열차용 대차모듈 운반장치를 나타내는 도면으로서, 도 3의 a)는 대차모듈 운반장치(60)의 평면도이고, 도 3의 b)는 측면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법은, 먼저, 차량을 입고하여 정비 작업장의 정비선의 정지점에 위치시킨다(S10).
다음으로, 차체(10) 및 대차모듈(20)의 연결라인을 분리한다(S20). 이때, 대차모듈(20)은 분절레일(30)과 결합된 상태가 되며, 분리된 차체(10)는 이동하여 정비 또는 검수를 받을 수 있다.
다음으로, 대차모듈(20)의 정위치를 조정하며(S30), 이후, 분리용 궤도 지지대(40)를 제거하고, 대차모듈 착탈장치(50)를 투입한다(S40).
다음으로, 궤도 분리를 위해 대차모듈 착탈장치(50)를 사용하여 대차모듈(20)을 인양한다(S50). 이후, 대차모듈(20)을 이동하여 분절레일(30) 및 대차모듈(20)을 분리하게 되며, 분리된 대차모듈(20)을 대차 보관장으로 운반하게 된다.
그런데 상기 대차모듈(20) 하부에는 열차 부상을 위한 전자석이 취부되어 있다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 대차모듈 착탈장치(50)의 롤러 컨베이어(51) 및 대차모듈 운반장치(60)의 롤러 컨베이어(61)에 직접 접촉하여 받침 및 이동하는 방식으로서, 이러한 전자석에 충격을 주거나 파손될 수 있다는 문제점이 있다. 즉, 대차모듈 운반장치(60)의 롤러 컨베이어 장치(61)는 대차 분리에 부적합한 장치이다. 또한, 분절레일(30)이 대차모듈(20)과 함께 움직이게 되므로 대차모듈(20)의 분리가 어렵다는 문제점이 있다.
1) 대한민국 등록특허번호 제10-1110601호(출원일: 2009년 11월 11일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 주행안정화 장치 및 이를 구비한 자기부상열차용 대차구조체" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-857915호(출원일: 2007년 3월 12일), 발명의 명칭: "자기부상 열차용 대차" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-705001호(출원일: 2005년 9월 6일), 발명의 명칭: "자기부상열차의 레일 교환장치" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-675314호(출원일: 2005년 12월 30일), 발명의 명칭: "자기부상 열차용 분기기의 이송장치" 5) 대한민국 등록특허번호 제10-706867호(출원일: 2005년 12월 30일), 발명의 명칭: "자기부상열차용 궤도 분기기" 6) 대한민국 등록실용신안번호 제20-280276호(출원일: 1996년 12월 30일), 발명의 명칭: "자기부상열차의 주행장치"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비 작업장에 입고된 자기부상열차의 대차모듈과 분절레일을 용이하게 분리할 수 있는, 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 시저스 리프트 방식의 대차모듈 운반장치를 사용함으로써 대차모듈 및 분절레일의 운반시에 대차모듈의 하부에 취부된 전자석의 충격 또는 파손을 방지할 수 있는, 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템은, 차체 하부에 배치되어 차체를 지지하는 대차모듈이 분절레일을 감싸는 구조의 대차모듈 및 분절레일 결합체; 상기 분절레일의 분절레일 프레임을 받친 상태에서 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 상기 차체로부터 분리 하강시켜 착탈하는 대차모듈 착탈장치; 상기 대차모듈 착탈장치가 착탈한 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 인양하는 천장 크레인; 상기 천장 크레인이 인양한 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치하여 대차 보관장으로 운반하고, 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체에서 대차모듈 및 분절레일을 서로 분리하는 대차모듈 운반장치; 및 상기 대차모듈 운반장치에 의해 분리된 상기 대차모듈을 거치하는 대차 받침대를 포함하되, 상기 대차모듈 운반장치에 의해 상기 대차모듈이 상기 대차 받침대 방향으로 이동할 때 상기 분절레일은 상기 대차모듈 운반장치에 고정되어 상기 대차모듈로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 대차모듈 운반장치는 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치할 때 상기 대차모듈에 취부된 전자석이 접촉하지 않도록 상기 분절레일 프레임 부분만 접촉하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 천장 크레인은 상기 대차모듈 착탈장치가 정비선의 측면에 마련된 파킹 포지션으로 이동한 상태에서 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 인양하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 대차모듈 운반장치는, 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치하고, 유압에 의해 상승 또는 하강하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체의 레벨을 조정하는 시저스 리프트(Scissors Type Lift); 상기 시저스 리프트를 지지하여 이동시키는 주행바퀴; 상기 시저스 리프트의 상승 또는 하강을 제어하고, 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체의 이동을 위해 상기 주행바퀴의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해서 제어되는 유압을 제공하여 상기 대차모듈의 스키드 롤러(Skid Roller)를 하강시키는 유압 유닛을 포함하되, 상기 대차모듈이 상기 스키드 롤러에 의해 대차 받침대 방향으로 이동함으로써 상기 대차모듈과 상기 분절레일이 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 시저스 리프트는 상기 대차모듈의 레벨이 상기 대차 받침대의 레벨과 일치하도록 상기 대차모듈을 상승 또는 하강시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 시저스 리프트는, 상기 주행바퀴 상에 고정 설치되는 하부 프레임; 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체가 안착 고정되어 상하로 이송되도록 상기 하부 프레임 상부에 위치하는 상부 프레임; 상기 하부 프레임의 상단과 상기 상부 프레임의 하단에 양단부가 고정되는 고정 암(Arm); 상기 고정 암과 힌지 결합되는 이동 암; 및 상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 이동 암을 바깥쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임을 상승시키거나 상기 이동 암을 안쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임을 하강시키는 한 쌍의 유압 실린더를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분절레일은 상기 대차모듈이 상기 대차 받침대 방향으로 이동할 때 상기 시저스 리프트의 상부 프레임에 고정되어 상기 대차모듈로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고정 암은 고정 핀(Fixed Pin)에 의해 상기 상부 프레임의 하단에 고정되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고정 암과 상기 이동 암은 시저(Scissor) 형상이 되도록 센터 핀(Center Pin)을 통해 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이동 암은 상기 하부 프레임의 상단과 상기 상부 프레임의 하단에 형성된 가이드 레일을 따라 일정 구간 이동될 수 있도록 양단부에 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상부 프레임의 상면에는 상기 대차모듈과 분절레일의 결합체가 거치될 때, 완충 역할을 하는 러버(Rubber)가 배치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 대차모듈 착탈장치는 유압에 의해 구동되는 시저스 리프트를 이용하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 상기 차체로부터 분리 하강시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 대차모듈 운반장치에 의해 분리된 분절레일은 정비선의 원래 위치로 복귀되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비 작업장에 입고된 자기부상열차의 대차모듈과 분절레일을 서로 용이하게 분리할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 롤러 컨베이어 대신에 시저스 리프트 방식의 대차모듈 운반장치를 사용함으로써 대차모듈 및 분절레일의 운반시에 대차모듈의 하부에 취부된 전자석의 충격 또는 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 자기부상열차 구조물을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 자기부상열차용 대차모듈 운반장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 분절레일 구조를 예시하는 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 대차모듈을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 착탈장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 운반장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 대차 받침대를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차 정비 작업장을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법의 동작흐름도이다.
도 12a 내지 도 12h는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법에서 대차모듈을 대차모듈 운반장치에서 대차 받침대로 이동시킨 상태를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템을 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템은, 자기부상열차 차체(100), 대차모듈(200), 분절레일(300), 분리용 궤도 지지대(400), 대차모듈 착탈장치(500), 천장 크레인(600), 대차모듈 운반장치(700) 및 대차 받침대(800)를 포함한다.
대차모듈 및 분절레일 결합체는 차체(100) 하부에 배치되어 차체를 지지하는 대차모듈(200)이 분절레일(300)을 감싸는 구조를 갖는다. 즉, 자기부상열차의 대차모듈(200)은 리니어 모터와 부상용 전자석이 분절레일(300)을 감싸고 있는 구조로서, 대차모듈(200)과 분절레일(300)은 정비 또는 검수를 위해 원활하게 분리되어야 한다. 여기서, 분절레일(Segmental Rail)은 일반적인 궤도상의 연장 레일로부터 분리가능하도록 연결되고, 상기 대차모듈(200)을 차체(100)로부터 분리시키도록 분절된 레일로서, 이러한 분절레일(300)은 정비 작업장의 정비선의 소정 구간에 배치된다.
분리용 궤도 지지대(400)는 정비 작업장의 정비선에 배치되어 궤도를 지지하기 위한 것으로, 대차모듈 착탈장치(500)를 투입할 때 제거된다.
대차모듈 착탈장치(500)는 상기 분절레일(300)의 분절레일 프레임을 받친 상태에서 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 상기 차체(100)로부터 분리 하강시켜 착탈한다. 예를 들면, 상기 대차모듈 착탈장치(500)는 유압에 의해 구동되는 시저스 리프트를 이용하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 상기 차체로부터 분리 하강시킬 수 있다.
천장 크레인(600)은 상기 대차모듈 착탈장치(500)가 착탈한 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 인양하여 이동시킨다. 구체적으로, 상기 천장 크레인(600)은 상기 대차모듈 착탈장치(500)가 정비선의 측면에 마련된 파킹 포지션으로 이동한 상태에서 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 인양하여 이동시킨다.
대차모듈 운반장치(700)는 상기 천장 크레인(600)이 인양한 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 거치하여 대차 보관장으로 운반하고, 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300) 결합체에서 대차모듈(200) 및 분절레일(300)을 서로 분리시킨다. 이때, 상기 대차모듈 운반장치(700)는 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 거치할 때 상기 대차모듈(200)에 취부된 전자석이 접촉하지 않도록 상기 분절레일(300)의 프레임 부분만 접촉하게 된다.
구체적으로, 상기 대차모듈 운반장치(700)는, 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 거치하고 유압에 의해 상승 또는 하강하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체의 레벨을 조정하는 시저스 리프트(Scissors Type Lift)를 이용한다.
일반적으로 산업현장에 많이 쓰이는 시저스 리프트는 인양물을 낮은 위치에서 적재하여 필요작업 위치까지 공압 또는 유압 실린더를 사용하여 시저스를 펼쳐서 상승시키는 장치이로서, 이러한 시저스 리프트는 상부 플레이트에 위치할 작업물의 형상에 맞게 고정지그 등을 사용하여 부재를 올려놓고 이를 상승 또는 하강시키도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따른 시저스 리프트는 상기 대차모듈의 레벨이 상기 대차 받침대의 레벨과 일치하도록 상기 대차모듈을 상승 또는 하강시키게 된다. 여기서, 상기 시저스 리프트에 대한 구체적인 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
대차 받침대(800)는 상기 대차모듈 운반장치(700)에 의해 분리된 상기 대차모듈(200)을 거치하여 보관한다.
따라서 상기 대차모듈 운반장치(700)에 의해 상기 대차모듈(200)이 상기 대차 받침대(800) 방향으로 이동할 때 상기 분절레일(300)은 상기 대차모듈 운반장치(700)에 고정되어 상기 대차모듈(200)로부터 분리된다. 또한, 상기 대차모듈 운반장치(700)에 의해 분리된 분절레일(300)은 정비선의 원래 위치로 복귀될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 분절레일 구조를 예시하는 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 대차모듈을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 분절레일(300)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 분절레일 프레임(310) 및 레일부(320)를 포함하며, 상기 레일부(320)는 부상 레일(Guide Rail: 320a) 및 추진 레일(Reaction Plate: 320b)을 포함한다.
구체적으로, 자기부상열차에 있어서, 레일은 궤도의 상부에 설치되어 차량의 부상, 추진 및 안내와 지지역할을 수행하는 구조물의 일부분으로서, 이러한 레일은, 차량의 대차모듈(200)에 취부되어 있는 전자석으로부터 자력을 유도 받아 차량의 부상 및 안내 역할을 하는 부상 레일(320a)과 리니어 모터에서 발생하는 와류에 대한 반발력을 발생시키는 추진 레일(320b)로 구성된다.
이때, 분절레일 프레임(310)은 침목일 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차의 대차모듈(200)은, 모듈 조립체(210), 타이 빔(220), 리니어 모터(230) 및 전자석(240)을 포함하며, 또한, 후술하는 바와 같이, 스키드 롤러(250)를 포함한다.
이러한 자기부상열차의 하부에는 레일부(320)에 구비된 자성체와 인력 또는 척력이 형성될 수 있도록 전자석(240)이 설치되어 차체 중량을 지지하고, 주행을 안내하는 자기부상열차용 대차모듈(200)이 구비된다. 예를 들면, 자기부상열차용 대차모듈(200)은 자기부상열차의 길이 방향을 따라 세 개가 배치되어 하나의 대차 구조체를 이룰 수 있다.
스키드 롤러(250)는, 후술하는 도 13에 도시된 바와 같이, 비상 롤러로서 대차모듈(200)의 앞이나 뒤쪽에 수직으로 세워 붙인 롤러를 말한다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 착탈장치를 나타내는 도면으로서, 도 7의 a)는 대차모듈 착탈장치의 평면도이고, 도 7의 b)는 측면도이며, 도 7의 c)는 정면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 착탈장치(500)는, 시저스 리프트(510), 유압 유닛(520) 및 제어부(530)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 착탈장치(500)는 상기 분절레일(300)의 분절레일 프레임을 받친 상태에서 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 상기 차체(100)로부터 분리 하강시켜 착탈한다. 예를 들면, 상기 대차모듈 착탈장치(500)는 유압 실린더에 의해 구동되는 시저스 리프트(510)를 이용하여 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 상기 차체(100)로부터 분리 하강시킬 수 있다. 이때, 상기 시저스 리프트(510) 및 유압 유닛(520)은 제어부(530)에 의해 제어될 수 있다. 여기서, 상기 대차모듈 착탈장치(500)의 시저스 리프트(510)는 후술할 대차모듈 운반장치(700)의 시저스 리프트(710)와 유사하므로, 구체적인 설명은 도 8을 참조하여 설명한다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 운반장치를 나타내는 도면으로서, 도 8의 a)는 대차모듈 운반장치의 평면도이고, 도 8의 b)는 측면도이며, 도 8의 c)는 정면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈 운반장치(700)는 자기부상열차용 대차모듈 및 분절레일 결합체를 운반하는 대차모듈 운반장치로서, 시저스 리프트(Scissors Type Lift: 710), 주행바퀴(720), 제어부(730) 및 유압 유닛(740)을 포함한다. 또한, 상기 시저스 리프트(710)는, 상부 프레임(711), 하부 프레임(712), 고정 암(713), 이동 암(714), 센터 핀(715), 고정 핀(716), 유압 실린더(717), 가이드 롤러(Guide Roller: 718) 및 러버(Rubber: 719)를 포함한다.
시저스 리프트(710)는 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 거치하고, 유압에 의해 상승 또는 하강하여 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체의 레벨을 조정한다. 이때, 상기 시저스 리프트(710)는 상기 대차모듈(200)의 레벨이 대차 받침대(800)의 레벨과 일치하도록 상기 대차모듈(200)을 상승 또는 하강시키게 된다. 또한, 상기 시저스 리프트(310)는 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체를 거치할 때 상기 대차모듈(200)의 전자석이 접촉하지 않도록 상기 분절레일(300)의 프레임 부분만 접촉하게 된다.
주행바퀴(720)는 상기 시저스 리프트(310)를 지지하여 이동시킨다.
제어부(730)는 상기 시저스 리프트의 상승 또는 하강을 제어하고, 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300) 결합체의 이동을 위해 상기 주행바퀴(730)의 구동을 제어한다. 이때, 상기 제어부(730)는 핸들, 조작부, 구동모터, 유압모터, 배터리 등을 포함할 수 있다.
유압 유닛(740)은 유압펌프 및 유압실린더 등으로 구성되며, 상기 제어부(730)에 의해서 제어되는 유압을 제공하여 상기 대차모듈(200)의 스키드 롤러(Skid Roller: 250)를 하강시킨다. 이때, 상기 유압 유닛(740)이 상기 대차모듈(200)의 스키드 롤러(250)를 하강시킴에 따라 상기 대차모듈(200)이 상기 스키드 롤러(250)에 의해 대차 받침대(800) 방향으로 이동함으로써 상기 대차모듈(200)과 상기 분절레일(300)이 서로 분리된다. 결국, 상기 분절레일(300)은 상기 대차모듈(200)이 상기 대차 받침대(800) 방향으로 이동할 때 상기 시저스 리프트(710)의 상부 프레임(711)에 고정되어 상기 대차모듈(200)로부터 분리된다.
구체적으로, 상기 시저스 리프트(710)의 상부 프레임(711)은 상기 대차모듈(200) 및 분절레일(300)의 결합체가 안착 고정되어 상하로 이송되도록 상기 하부 프레임(712) 상부에 위치한다. 이때, 상기 상부 프레임(711)의 상면에는 상기 대차모듈(7200)과 분절레일(300)의 결합체가 거치될 때, 완충 역할을 하는 러버(719)가 배치될 수 있다.
하부 프레임(712)은 상기 주행바퀴 상에 고정 설치된다.
고정 암(713)은 한 쌍의 고정 암으로서, 상기 하부 프레임의 상단과 상기 상부 프레임의 하단에 양단부가 고정되며, 상기 고정 암(713)은 고정 핀(Fixed Pin: 716)에 의해 상기 상부 프레임(711)의 하단에 고정된다.
이동 암(714)은 한 쌍의 이동 암(714a, 714b)으로서, 상기 고정 암(713a, 713b)과 각각 힌지 결합되며, 즉, 상기 고정 암(713)과 상기 이동 암(714)은 시저(Scissor) 형상이 되도록 센터 핀(715a, 715b)을 통해 힌지 결합된다. 이때, 상기 이동 암(714a, 714b)은 상기 하부 프레임(712)의 상단과 상기 상부 프레임(711)의 하단에 형성된 가이드 레일을 따라 일정 구간 이동될 수 있도록 양단부에 가이드 롤러(718a, 718b)를 포함한다.
유압 실린더(717)는 한 쌍의 유압 실린더(717a, 711b)로서, 상기 제어부(730)에 의해 제어되고, 각각 상기 이동 암(714a, 714b)을 바깥쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임(711)을 상승시키거나 상기 이동 암(714a, 714b)을 안쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임(711)을 하강시킨다.
표 1은 종래의 기술에 따른 롤러 컨베이어를 사용하는 대차모듈 운반장치와 본 발명의 실시예에 따른 시저스 리프트를 사용하는 대차모듈 운반장치를 비교하기 위한 것이다.
Figure 112012073218211-pat00001
본 발명의 실시예에 따른 시저스 리프트는 유압 방식으로 구동되며, 인상속도를 미세 조정할 수 있고, 주행 속도를 조절할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 대차 받침대를 나타내는 도면으로서, 도 9의 a)는 대차 받침대의 측면도이고, 도 9의 b)는 대차 받침대에 분리된 대차모듈이 탑재된 상태를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 대차 받침대(800)는 도 9의 a)에 도시된 형태일 수 있고, 전술한 대차모듈 운반장치(700)에 의해 분리된 대차모듈(200)은, 도 9의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 대차 받침대(800)의 상부에 거치되어 보관될 수 있다.
예를 들면, 대차모듈 운반장치(700)의 시저스 리프트를 사용하여 분절레일의 상면과 대차 받침대 상면의 레벨을 일치시킨 후, 상기 대차모듈 운반장치(700)의 유압 유닛을 사용하여, 상기 대차모듈(200)에 구비된 스키드 롤러를 하강시킴으로써 상기 대차모듈을 이동시켜 분절레일과 분리할 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차 정비 작업장을 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차 정비 작업장(900)은, 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비선, 파킹 포지션, 대차 보관장, 성능 시험실, 차체장치 작업장, 냉난방 작업장 등이 구비될 수 있다.
예를 들면, 정비 작업장(900)에 입고된 자기부상열차는 정비선의 정위치에 위치시킨 후, 차체와 대차모듈을 분리하고, 대차모듈 및 분절레일의 결합체를 대차모듈 착탈장치(500), 천장 크레인(600) 및 대차모듈 운반장치(700)를 사용하여 상기 대차모듈 및 분절레일을 서로 분리하게 된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 대차모듈(200)은 대차모듈 운반장치(700)에 거치되어 대차 보관장으로 이동될 수 있으며, 도 10에는 이러한 대차모듈(200)의 이동 동선이 예시적으로 표시되어 있다.
또한, 분리된 분절레일은 역순으로 진행하여 천장 크레인(600) 및 대차모듈 착탈장치(500)로 이동시킴으로써, 다른 대차모듈(200)을 추가로 착탈할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법의 동작흐름도이고, 도 12a 내지 도 12h는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법은, 먼저, 자기부상열차를 정위치 시킨다(S111). 즉, 정비 작업장의 정비선에 자기부상열차를 정렬한다. 이때, 차량을 입고하여 정위치에 정지시킨 후, 대차모듈(200)의 위치 조정까지의 공정은 종래와 동일하다.
다음으로, 도 12a에 도시된 바와 같이, 대차모듈 착탈장치(500)를 사용하여, 분절레일(300)을 받친 상태에서 대차모듈(200)과 분절레일(300)을 함께 차체(100)로부터 분리 하강시킨다(S112).
다음으로, 도 12b에 도시된 바와 같이, 대차모듈 착탈장치를 정비선의 측면에 형성된 파킹 포지션으로 이동시킨다(S113).
다음으로, 도 12c에 도시된 바와 같이, 파킹 포지션으로 이동한 후, 천장 크레인(600)을 사용하여 대차모듈(200)과 분절레일(300)의 결합체 인양을 준비한다(S114).
다음으로, 도 12d에 도시된 바와 같이, 천장 크레인(600)을 사용하여 대차모듈(200)과 분절레일(300)의 결합체를 인양하여 대차모듈 운반장치(700)로 이동시킨다(S115).
다음으로, 도 12e에 도시된 바와 같이, 천장 크레인(600)을 사용하여 인양 및 이동한 대차모듈(200)과 분절레일(300)의 결합체를 대차모듈 운반장치(700)에 거치한다(S116). 즉, 상기 대차모듈 운반장치(700)의 시저스 리프트 상면에 상기 대차모듈(200)과 분절레일(300)의 결합체를 거치한다.
다음으로, 도 12f에 도시된 바와 같이, 대차모듈(200)과 분절레일(300)의 결합체를 대차모듈 운반장치(700)에 거치한 후, 상기 대차모듈 운반장치(700)를 운전하여 대차 보관장으로 이동한다(S117).
다음으로, 대차 보관장으로 이동하여, 도 12g에 도시된 바와 같이, 상기 대차모듈 운반장치를 사용하여 대차모듈이 대차 받침대로 이동할 수 있도록 분절레일 상면과 대차 받침대의 상면을 대차모듈 운반장치의 시저스 리프트로 레벨(높이)을 조정한다(S118).
다음으로, 도 12h에 도시된 바와 같이, 대차모듈 운반장치(700)의 유압 유닛으로 상기 대차모듈(200)의 스키드 롤러(비상 롤러)를 하강시킨 후 상기 대차모듈200)만 대차 받침대(800)로 이동시킨다(S119). 이때, 대차모듈(200)의 스키드 롤러(250) 하강은 대차모듈 운반장치(700)의 유압 유닛을 이용하여 작동시킬 수 있다. 즉, 종래의 기술에 따른 롤러 컨베이어 장치는 대차 분리에 부적합하므로, 본 발명의 실시예에서는 롤러 컨베이어 장치를 시저스 리프트 장치로 대체함으로써, 대차모듈 및 분절레일을 용이하게 분리할 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 방법에서 대차모듈을 대차모듈 운반장치에서 대차 받침대로 이동시킨 상태를 나타내는 도면이다.
전술한 대차모듈 운반장치(700)에 의해 분리된 대차모듈(200)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 대차 받침대(800)의 상부에 거치되어 보관될 수 있다. 예를 들면, 대차모듈 운반장치(700)의 시저스 리프트를 사용하여 분절레일의 상면과 대차 받침대 상면의 레벨을 일치시킨 후, 상기 대차모듈 운반장치(700)의 유압 유닛을 사용하여, 상기 대차모듈(200)에 구비된 스키드 롤러(250)를 하강시킴으로써 상기 대차모듈을 이동시켜 분절레일과 분리할 수 있다. 여기서, 스키드 롤러(250)는 대차모듈(200)의 앞이나 뒤쪽에 수직으로 세워 붙인 롤러로서, 비상시에 사용할 수 있는 롤러이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자기부상열차의 정비 또는 검수를 위해 정비 작업장에 입고된 자기부상열차의 대차모듈과 분절레일을 용이하게 분리할 수 있고, 또한, 시저스 리프트 방식의 대차모듈 운반장치를 사용함으로써 대차모듈 및 분절레일의 운반시에 대차모듈의 하부에 취부된 전자석의 충격 또는 파손을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 자기부상열차 차체
200: 대차모듈
300: 분절레일
400: 분리용 궤도 지지대
500: 대차모듈 착탈장치
600: 천장 크레인
700: 대차모듈 운반장치
800: 대차 받침대
900: 정비 작업장
210: 모듈 조립체
220: 타이 빔(Tie Beam)
230: 리니어 모터
240: 전자석
250: 스키드 롤러(Skid Roller)
310: 분절레일 프레임
320: 레일부
320a: 부상 레일
320b: 추진 레일
710: 시저스 리프트(Scissors Type Lift)
720: 주행바퀴
730: 제어부
740: 유압 유닛
711: 상부 프레임
712: 하부 프레임
713: 고정 암(Fixed Arm)
714: 이동 암(Moving Arm)
715: 센터 핀(Center Pin)
716: 고정 핀(Fixed Pin)
717: 유압 실린더
718: 가이드 롤러(Guide Roller)
719: 러버(Rubber)

Claims (13)

  1. 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일을 분리하는 시스템에 있어서,
    차체 하부에 배치되어 차체를 지지하는 대차모듈이 분절레일을 감싸는 구조의 대차모듈 및 분절레일 결합체;
    상기 분절레일의 분절레일 프레임을 받친 상태에서 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 상기 차체로부터 분리 하강시켜 착탈하는 대차모듈 착탈장치;
    상기 대차모듈 착탈장치가 착탈한 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 인양하는 천장 크레인;
    상기 천장 크레인이 인양한 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치하여 대차 보관장으로 운반하고, 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체에서 대차모듈 및 분절레일을 서로 분리하는 대차모듈 운반장치; 및
    상기 대차모듈 운반장치에 의해 분리된 상기 대차모듈을 거치하는 대차 받침대
    를 포함하되;
    상기 대차모듈 운반장치에 의해 상기 대차모듈이 상기 대차 받침대 방향으로 이동할 때 상기 분절레일은 상기 대차모듈 운반장치에 고정되어 상기 대차모듈로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대차모듈 운반장치는 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치할 때 상기 대차모듈에 취부된 전자석이 접촉하지 않도록 상기 분절레일 프레임 부분만 접촉하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 천장 크레인은 상기 대차모듈 착탈장치가 정비선의 측면에 마련된 파킹 포지션으로 이동한 상태에서 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 인양하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대차모듈 운반장치는,
    상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 거치하고, 유압에 의해 상승 또는 하강하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체의 레벨을 조정하는 시저스 리프트(Scissors Type Lift);
    상기 시저스 리프트를 지지하여 이동시키는 주행바퀴;
    상기 시저스 리프트의 상승 또는 하강을 제어하고, 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체의 이동을 위해 상기 주행바퀴의 구동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해서 제어되는 유압을 제공하여 상기 대차모듈의 스키드 롤러(Skid Roller)를 하강시키는 유압 유닛
    을 포함하되,
    상기 대차모듈이 상기 스키드 롤러에 의해 대차 받침대 방향으로 이동함으로써 상기 대차모듈과 상기 분절레일이 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시저스 리프트는 상기 대차모듈의 레벨이 상기 대차 받침대의 레벨과 일치하도록 상기 대차모듈을 상승 또는 하강시키는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 시저스 리프트는,
    상기 주행바퀴 상에 고정 설치되는 하부 프레임;
    상기 대차모듈 및 분절레일 결합체가 안착 고정되어 상하로 이송되도록 상기 하부 프레임 상부에 위치하는 상부 프레임;
    상기 하부 프레임의 상단과 상기 상부 프레임의 하단에 양단부가 고정되는 고정 암(Arm);
    상기 고정 암과 힌지 결합되는 이동 암; 및
    상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 이동 암을 바깥쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임을 상승시키거나 상기 이동 암을 안쪽으로 이동시키면서 상기 상부 프레임을 하강시키는 한 쌍의 유압 실린더
    를 포함하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분절레일은 상기 대차모듈이 상기 대차 받침대 방향으로 이동할 때 상기 시저스 리프트의 상부 프레임에 고정되어 상기 대차모듈로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 고정 암은 고정 핀(Fixed Pin)에 의해 상기 상부 프레임의 하단에 고정되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 고정 암과 상기 이동 암은 시저(Scissor) 형상이 되도록 센터 핀(Center Pin)을 통해 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이동 암은 상기 하부 프레임의 상단과 상기 상부 프레임의 하단에 형성된 가이드 레일을 따라 일정 구간 이동될 수 있도록 양단부에 가이드 롤러를 포함하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 상부 프레임의 상면에는 상기 대차모듈과 분절레일의 결합체가 거치될 때, 완충 역할을 하는 러버(Rubber)가 배치되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 대차모듈 착탈장치는 유압에 의해 구동되는 시저스 리프트를 이용하여 상기 대차모듈 및 분절레일 결합체를 상기 차체로부터 분리 하강시키는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 대차모듈 운반장치에 의해 분리된 분절레일은 정비선의 원래 위치로 복귀되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템.
KR1020120100374A 2012-09-11 2012-09-11 자기부상열차용 대차모듈과 분절레일의 분리 시스템 KR101326566B1 (ko)

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