KR101622261B1

KR101622261B1 - 모노레일 차량의 조향구조

Info

Publication number: KR101622261B1
Application number: KR1020140148341A
Authority: KR
Inventors: 정종덕; 이우동
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR20160052923A

Abstract

본 발명은 모노레일 차량의 조향구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노레일뿐만 아니라 일반도로에서도 주행할 수 있도록 하여 모노레일 차량의 활용도뿐만 아니라 차량 기지의 설치 및 활용도를 높일 수 있으며, 일반도로 주행시에도 모노레일 차량의 주행방향을 용이하게 제어할 수 있게 하는 모노레일 차량의 조향구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체와 대차를 포함하여 이루어지는 모노레일 차량의 조향구조에 있어서, 상기 대차를 형성하는 대차 프레임의 하부에 구비되는 주행륜과, 상기 대차 프레임의 전부 및 후부 양측에 절첩가능하게 구비되는 안내륜과, 상기 주행륜의 전부 또는 후부에 설치되는 조향부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모노레일 차량의 조향구조{steering structure of monorail vehicle}

본 발명은 모노레일 차량의 조향구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노레일뿐만 아니라 일반도로에서도 주행할 수 있도록 하여 모노레일 차량의 활용도뿐만 아니라 차량 기지의 설치 및 활용도를 높일 수 있으며, 일반도로 주행시에도 모노레일 차량의 주행방향을 용이하게 제어할 수 있게 하는 모노레일 차량의 조향구조에 관한 것이다.

모노레일은 콘크리트나 철제 빔으로 이루어져 있는 한 개의 궤도 위를 고무타이어나 철륜이 장착된 열차가 운행하는 구조로 이루어진 바, 차량의 지지방식에 따라 과좌식(궤도 위를 열차가 달리는 방식)과 현수식(열차가 궤도에 매달려서 운행하는 방식)으로 나뉜다. 모노레일의 수송규모가 도시철도와 버스의 중간이기 때문에 중규모의 수송에 적합하며, 이러한 특성 때문에 대부분의 도시교통계획에서는 경전철로 분류되며, 대도시의 보조교통수단, 중소도시의 주요교통수단으로 사용된다.

보다 상세하게, 모노레일의 장점을 살펴보면 모노레일은 도로교통에 지장을 주지 않으며, 지주는 가늘게 할 수 있으므로 도로의 중앙분리대에 설치할 수 있고, 다른 고가물과 달리 점유면적이 작아 하천과 도로 등의 공간에 설치가 가능하다.

이 때문에 도시철도보다 공사가 용이하며, 신속한 건설이 가능하고, 토지비가 적게 들어간다. 그런 이유로 도시철도의 40% 정도의 공사비로 건설할 수 있어 굉장히 저렴하다.

또한, 폭이 좁은 차륜으로 운행하므로 철도보다 반경이 작은 급곡선 운행도 가능하며, 현수식은 특히나 작게 운행이 가능하다. 전기동력으로 운행하고 고무타이어를 쓰기 때문에 환경오염과 소음, 진동 공해가 적다.

반면에 모노레일의 단점을 살펴보면, 모노레일은 궤도는 하나지만 주행장치가 복잡하므로 차량의 기능이 복잡하고 약간 비싸진다는 단점이 있으며, 최고속도가 80km/h 정도이므로 철도보다 고속성이 떨어지고, 보통 고무타이어를 사용하기 때문에 동력비가 높고, 일반철도와 궤도방식이 다르므로 일반철도와 상호진입이 불가능하다. 열차가 분기기로 돌진하면 대형사고가 발생될 수 있으며, 복구역시 쉽지 않고, 차량사고 등의 긴급상황시 피난에 시간이 걸리며, 피난이 용이하지 않다. 대피로의 건설이 힘들기 때문에 비상시 승객대피가 매우 힘들다는 단점이 있다.

그래서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-1164932호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 ㅠ형 타입의 모노레일 궤도를 주행하는 철도차량의 차체 하부에 구성되며, 상기 차체와 연결되는 차체 연결부(12)가 중앙 상부에 구성되며 Ｈ형상으로 이루어지고, 대차의 상부를 구성하는 서스펜션 프레임(4)과 상기 서스펜션프레임(4)과 차축 하우징을 통해 연결되며 대차의 하부를 구성하는 가이드프레임(6)과 상기 가이드프레임(6)의 측면을 연결하여 지지하는 사이드프레임(14)과; 상기 사이드프레임(14)과 가이드프레임(6)을 연결하는 하부 연결프레임(10)으로 이루어진 모노레일 구동대차(2)에 있어서, 상기 서스펜션 프레임(4)과 가이드프레임(6)의 양측면에 둘러싸인 상태로 장착되고, 상기 모노레일 궤도의 상면에 밀착되어 주행력 및 제동력을 궤도에 전달하는 주행륜(16)과 상기 사이드프레임(14)의 양내측에 각각 복수개 구성되며, 상기 모노레일 궤도의 양측면에 밀착되어 철도차량의 주행을 가이드하는 안내륜 모듈(26)과 상기 사이드프레임(14)의 양내측에 각각 복수개 구성되며, 상기 모노레일 궤도의 하면에 각각 밀착되어 비틀림력으로 인한 차량 전복을 방지하고 롤링을 억제하는 안정륜 모듈(50)로 이루어져 모노레일 궤도의 3면을 구속하는 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국등록특허 제10-1164932호에 기재된 기술은 변속조작이나 조향조작으로 발생하는 비틀림력에 대응하여 차량의 안정적인 주행과 차량의 전복을 방지할 수 있는 장점은 있으나, 모노레일 차량은 별도로 설치된 모노레일에서만 주행할 수 있어, 지역의 특성상 모노레일을 설치할 수 없는 곳에서는 모노레일 차량을 운행할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 모노레일 차량은 모노레일이 설치된 곳에서만 운행이 가능하므로, 모노레일 차량의 차량 기지 역시 모노레일이 설치된 곳에 설치하여야 하므로 차량기지의 설치가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 차량 기지에 모노레일의 출입이 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모노레일 차량을 형성하는 대차는 모노레일을 따라 주행하는 동력을 공급하는 주행륜이 구비되고, 상기 대차의 전부와 후부의 양측에는 모노레일을 따라 안정적으로 가이드하기 위한 안내륜이 구비되는데, 상기 안내륜을 절첩가능하게 형성함으로써, 모노레일뿐만 아니라 일반 도로에서도 주행할 수 있게 하여 모노레일 차량의 활용도뿐만 아니라 차량 기지의 설치 및 활용도를 높일 수 있으며, 주행륜의 전부 또는 후부에 조향부를 구비하여 일반도로를 주행할 때, 모노레일 차량의 방향을 용이하게 제어할 수 있게 하는 모노레일 차량의 조향구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 주행륜의 전부 또는 후부에 구비되는 조향부를 대차의 하부에 고정 설치되는 차축프레임과 상기 차축프레임의 양측 단부에 설치되는 조향륜과 상기 조향륜의 측부에 고정설치되어는 링크부재와 상기 한쌍의 링크부재를 연결하는 조향로드와 링크부재에 일체로 형성되는 조향조인트로 이루어져, 모노레일 차량에 구비되는 별도의 조향제어장치를 통하여 안정적으로 모노레일 차량의 운행 방향을 제어할 수 있게 하는 모노레일 차량의 조향구조를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 모노레일 차량을 형성하는 대차의 전부 및 후부의 하부에는 각각 한 쌍의 보조륜이 구비되어, 주행륜의 타이어에 손상이 발생하더라도 모노레일 차량을 지지하여 줄 수 있어, 안정적인 주행을 가능하게 하는 모노레일 차량의 조향구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

차체와 대차를 포함하여 이루어지는 모노레일 차량의 조향구조에 있어서, 상기 대차를 형성하는 대차 프레임의 하부에 구비되는 주행륜과, 상기 대차 프레임의 전부 및 후부 양측에 절첩가능하게 구비되는 안내륜과, 상기 주행륜의 전부 또는 후부에 설치되는 조향부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 조향부는 대차 프레임의 하면에 고정설치되는 차축프레임과, 상기 차축프레임의 양측에 회동가능하게 설치되는 조향륜과, 상기 조향륜의 측면에 고정 설치되어 차축프레임의 전부 또는 후부로 돌출되는 링크부재와, 상기 한 쌍의 링크부재의 단부를 연결하여 양측의 조향륜을 동일한 각도로 회전시키는 조향로드와, 상기 링크부재에 연장 형성되는 조향조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 대차 프레임의 전부 및 후부 하면에는 보조륜이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 대차 프레임의 전부 및 후부 양측에는 회전암이 구비되고, 상기 회전암의 단부에는 절첩암이 구비되며, 상기 절첩암의 단부에는 안내륜이 설치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전암의 내측에는 유압모터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전암의 측부와 절첩암의 측부에는 유압실린더의 단부가 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 모노레일 차량을 형성하는 대차는 모노레일을 따라 주행하는 동력을 공급하는 주행륜이 구비되고, 상기 대차의 전부와 후부의 양측에는 모노레일을 따라 안정적으로 가이드하기 위한 안내륜이 구비되는데, 상기 안내륜을 절첩가능하게 형성함으로써, 모노레일뿐만 아니라 일반 도로에서도 주행할 수 있게 하여 모노레일 차량의 활용도뿐만 아니라 차량 기지의 설치 및 활용도를 높일 수 있으며, 주행륜의 전부 또는 후부에 조향부를 구비하여 일반도로를 주행할 때, 모노레일 차량의 방향을 용이하게 제어할 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 주행륜의 전부 또는 후부에 구비되는 조향부를 대차의 하부에 고정 설치되는 차축프레임과 상기 차축프레임의 양측에 구비되는 링크부재와 상기 링크부재에 고정 설치되는 조향륜과 상기 한쌍의 링크부재를 연결하는 조향조인트와 링크부재에 일체로 형성되는 조향로드로 이루어져, 모노레일 차량에 구비되는 별도의 조향제어장치를 통하여 안정적으로 모노레일 차량의 운행 방향을 제어할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 모노레일 차량을 형성하는 대차의 전부 및 후부의 하부에는 각각 한 쌍의 보조륜이 구비되어, 주행륜의 타이어에 손상이 발생하더라도 모노레일 차량을 지지하여 줄 수 있어, 안정적인 주행을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 모노레일 차량 대차의 사시도이다.
도 2는 종래의 모노레일 차량 대차의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조가 적용된 대차의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조가 적용된 대차의 저면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조가 적용된 대차의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조가 적용된 대차의 저면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 조향구조의 사시도이다.

본 발명은 모노레일과 일반도로를 모두 주행할 수 있는 모노레일 차량에서 일반도로 주행시에 주행방향을 용이하게 제어하도록 하는 모노레일 차량의 조향구조에 관한 것으로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 그 구성은 모노레일 차량을 구성하는 대차(100)를 형성하는 대차 프레임(110)의 하부에 구비되는 주행륜(120)과 상기 대차 프레임(110)의 전부 및 후부 양측에 절첩가능하게 구비되는 안내륜(140)과 상기 주행륜(120)의 전부 또는 후부에 설치되는 조향부(200)로 이루어진다.

그래서, 본 발명의 모노레일 차량은 모노레일뿐만 아니라 일반 도로도 주행할 수 있게 되며, 모노레일을 주행할 때는 안내륜(140)에 의해 별도로 조향제어를 하지 않더라도 모노레일을 따라 안정적으로 주행할 수 있게 되며, 일반도로를 주행할 경우에는 상기 대차 프레임(110)의 하부에 구비되는 조향부(200)를 통하여 모노레일 차량의 주행방향을 제어하게 된다.

여기서, 상기 조향부(200)는 대차 프레임(110)의 하면에 고정설치되는 차축프레임(210)과 상기 차축프레임(210)의 양측에 회동가능하게 설치되는 조향륜(220)과 상기 조향륜(220)의 측면에 고정 설치되는 한 쌍의 링크부재(230)와 상기 한 쌍의 링크부재(230)의 단부를 연결하는 조향로드(240)로 이루어는데, 상기 조향로드(240)의 양측 단부에는 연결부재(242)가 각각 구비되어 조향로드(240)를 링크부재(230)에 힌지결합 형태로 연결하게 된다.

이때, 상기 링크부재(230)는 한 쌍의 조향륜(220)의 마주보는 내측면에 고정설치되고, 차축프레임(210)의 전부 또는 후부로 돌출되도록 형성되며, 상기 링크부재(230)에는 차축프레임(210)이 위치한 방향으로 조향조인트(235)가 돌출 형성되어, 대차(100)에 구비되는 조향제어부(미도시)와 연결되게 된다.

그래서, 상기 조향제어부에 의해 조향조인트(235)를 회전시키게 되면 상기 차축프레임(210)은 별도의 고정브라켓(212)을 통하여 대차 프레임(110)의 하부에 고정설치되어 있어, 조향조인트(235)가 형성된 링크부재(230)가 회전하게 되며, 그에 따라 링크부재(230)가 설치된 조향륜(220)이 회전하게 되며, 상기 링크부재(230)와 연결된 조향로드(240)에 의해 차축프레임(210)의 타측 단부에 위치하는 링크부재(230)가 동일한 각도로 회전하게 되므로, 양측의 조향륜(220)은 동일한 각도로 회전하게 되어, 모노레일 차량의 주행방향을 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 조향제어부는 모노레일 차량의 제어부에서의 제어에 따라 제어되는 양방향 모터와 상기 모터에 의해 회전하는 조향축을 포함하여 이루어지는데, 이러한 구성은 이미 공지된 사항이므로 별도의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.

그리고, 상기 대차 프레임(110)의 전부 및 후부의 하면에는 보조륜(130)이 더 구비되며, 상기 보조륜(130)은 대차 프레임(110)의 하면에 하부로 돌출 되도록 설치되는 브라켓(135)을 사용하여 주행륜(120)의 높이와 대응되도록 설치되게 된다.

그래서, 모노레일 차량이 주행중에 일반도로나 모노레일 상에 날카로운 물체가 있어, 주행륜(120)이 손상되더라도 모노레일 차량을 지지해주게 되어 안정적인 주행을 가능하게 한다.

한편, 상기 대차 프레임(110)의 전부 및 후부 양측에는 안내륜(140)이 구비되는데, 상기 안내륜(140)은 대차 프레임(110)의 전부 및 후부 양측에 회전가능하게 설치되는 회전암(150)의 단부에 절첩가능하게 설치되는 절첩암(160)의 단부에 설치된다.

이때, 상기 회전암(150)의 내측에는 유압모터(미도시)가 구비되어 있어, 회전암(150)의 회전상태를 제어할 수 있게 되며, 상기 절첩암(160)의 측부와 회전암(150)의 측부에는 유압실린더(165)의 양측 단부가 각각 연결되어, 절첩암(160)의 절첩되는 상태를 제어하게 된다.

여기서, 상기 유압실린더(165)는 회전암(150)의 회전에 따라 절첩암(160)과 동일한 각도로 회전하게 되어, 절첩암(160)이 회전된 상태로 절첩암(160)을 절첩할 수 있게 된다.

따라서, 모노레일 차량이 일반도로를 주행할 때에는 안내륜(140)을 절첩한 상태로 주행하도록 하여, 일반도로에 주행하는 다른 차량들과 부딛히지 않게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100 : 대차 110 : 대차 프레임
120 : 주행륜 130 : 보조륜
135 : 브라켓 140 : 안내륜
150 : 회전암 160 : 절첩암
165 : 유압실린더 200 : 조향부
210 : 차축 프레임 212 : 고정 브라켓
220 : 조향륜
230 : 링크부재 235 : 조향조인트
240 : 조향로드

Claims

차체와 대차를 포함하여 이루어지는 모노레일 차량의 조향구조에 있어서,
상기 대차를 형성하는 대차 프레임의 하부에 구비되는 주행륜과,
상기 대차 프레임의 전부 및 후부 양측에 절첩가능하게 구비되는 안내륜과,
상기 주행륜의 전부 또는 후부에 설치되어 일반도로에서 진행방향을 조절하기 위한 조향부로 이루어지고,
상기 대차 프레임의 전부 및 후부 양측에는 회전암이 구비되고,
상기 회전암의 단부에는 절첩암이 구비되며,
상기 절첩암의 단부에는 안내륜이 설치되고,
상기 회전암의 내측에는 유압모터가 구비되며,
상기 회전암의 측부와 절첩암의 측부에는 유압실린더의 단부가 각각 연결되고,
일반도로를 주행하기 위하여 상기 회전암과 절첩암을 작동하여 안내륜을 절첩한 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 조향구조.
제1항에 있어서,
상기 조향부는 대차 프레임의 하면에 고정설치되는 차축프레임과,
상기 차축프레임의 양측에 회동가능하게 설치되는 조향륜과,
상기 조향륜의 측면에 고정 설치되어 차축프레임의 전부 또는 후부로 돌출되는 링크부재와,
상기 한 쌍의 링크부재의 단부를 연결하여 양측의 조향륜을 동일한 각도로 회전시키는 조향로드와,
상기 링크부재에 연장 형성되는 조향조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 조향구조.
제1항에 있어서,
상기 대차 프레임의 전부 및 후부 하면에는 보조륜이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 조향구조.
삭제
삭제
삭제