KR101662155B1

KR101662155B1 - 모노레일 차량 센터피봇 구조

Info

Publication number: KR101662155B1
Application number: KR1020140148296A
Authority: KR
Inventors: 정종덕; 이우동
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-10-06
Also published as: KR20160052915A

Abstract

본 발명은 모노레일 차량 센터피봇 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노레일 차량을 형성하는 대차와 차체를 센터피봇으로 연결하여 곡선구간 주행시에 차체와 대차가 서로 다른 각도로 회전하도록 하며, 곡선구간을 주행하거나 측부에서 외력이 작용하여 요잉현상이 발생하더라도 진동을 감쇄시켜 안정적인 주행을 가능하게 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대차와 차체를 연결하는 모노레일 차량의 센터피봇 구조에 있어서, 상기 센터피봇은 대차에 설치되는 바디부와, 상기 바디부에 회전가능하게 구비되어 차체에 설치되는 회전판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모노레일 차량 센터피봇 구조{structure of center pivot for monorail vehicle}

본 발명은 모노레일 차량 센터피봇 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노레일 차량을 형성하는 대차와 차체를 센터피봇으로 연결하여 곡선구간 주행시에 차체와 대차가 서로 다른 각도로 회전하도록 하며, 곡선구간을 주행하거나 측부에서 외력이 작용하여 요잉현상이 발생하더라도 진동을 감쇄시켜 안정적인 주행을 가능하게 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조에 관한 것이다.

철도차량의 일 예로 도 1에 도시된 바와 같이 승객이나 화물을 실어나르기 위한 차체(10)와, 선로를 따라 주행하는 대차(20)와, 상기 대차(20)에는 차체(10)의 중량을 지탱하고 주행하는 대차(20)를 회전하게 하는 볼스터(30)가 설치된다.

따라서, 볼스터(30)는 하부에 하방으로 돌출된 센터피봇(31)이 대차프레임(21)에 형성된 관통공(22)에 삽입되고, 상기 센터피봇(31)과 관통공(22) 사이에는 볼스터(30)를 상하이동 및 회전하도록 지지하기 위한 볼스터 지지장치가 설치된다.

종래의 철도차량용 볼스터 지지장치는 도 2에 도시된 바와 같이 대차프레임(21)의 관통공(22)에 삽입된 볼스터(30)의 센터피봇(31) 하단에 복수 개의 고정볼트(110)가 수직으로 나사 체결되고, 상기 고정볼트(110)의 하단에는 상기 관통공(22)을 막는 크기로 형성되어 상기 센터피봇(31)의 이탈을 방지하는 고정판(120)이 고정되고, 상기 센터피봇(31) 및 고정판(120) 사이에는 이 센터피봇(31) 및 고정판(120)을 이격시키는 스페이서(130)가 개재되어 이루어짐으로써, 볼스터(30)의 센터피봇(31)에 상하이동 및 회전을 허용하는 동시에 볼스터(30)와 대차프레임(21)의 일정간격 이상의 이격을 방지하였다.

그러나, 종래의 철도차량용 볼스터 지지장치는 하중이 고정볼트에 집중되어 진동 및 충격에 의해 고정볼트가 쉽게 풀려 손상되고, 조립 및 분리가 용이하지 않아 유지보수에 따른 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-1266434호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 대차프레임(21) 상부에 설치되는 볼스터(30)를 지지하기 위한 철도차량용 볼스터 지지장치로서, 상기 볼스터(30)의 하부에 하방으로 돌출되도록 고정되어 상기 대차프레임(21)에 형성된 관통공(22)에 삽입되며 하단 내측에 하방으로 개구된 수용홈(32)을 구비하는 센터피봇(31)과, 상기 센터피봇(31)이 삽입되도록 상기 관통공(22)에 상단이 개방되도록 매설되며 하단 내측에 상기 수용홈(32)과 대응하도록 관통되는 안내공(211)을 구비하는 부싱부(210)와, 상기 부싱부(210)에 삽입된 상기 센터피봇(31)을 상하이동 및 회전하도록 지지하기 위해 길이방향으로 절단되어 양분되며 각 상부에 형성되는 반쪽의 헤드(221)가 접합되어 상기 수용홈(32)에 삽입 고정되고 각 하부에 형성되는 반쪽의 지주(222)가 접합되어 상기 안내공(211)을 관통하여 상기 부싱부(210) 및 센터피봇(31)을 연결하는 제1,2행거핀부(220,230)와, 상기 제1,2행거핀부(220,230)가 접합된 상기 지주(222)의 하단 둘레에 돌출되도록 끼워져 상기 부싱부(210)에서 상기 제1,2행거핀부(220,230)의 빠짐을 방지하는 이탈방지부(240)와, 상기 제1,2행거핀부(220,230)가 접합한 상기 지주(222)의 하단을 고정하여 양분된 상기 제1,2행거핀부(220,230)를 결합하는 고정부(250)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국등록특허 제10-1266434호에 기재된 기술은 진동 및 충격에도 풀리지 않으면서 조립 및 분리가 용이한 장점은 있으나, 철도차량 또는 모노레일 차량이 곡선구간을 주행할 경우 차체와 대차가 서로 다른 각도로 회전하게 되며, 이때 상기 기술은 센터피봇(31) 전체가 부싱부(210)의 내주면과 마찰하게 되므로 회전이 용이하지 않으며, 곡선구간을 주행하거나 측방에서 바람 등의 외력이 작용하여 차체가 요잉될 경우 이러한 힘을 해소할 수 있는 장치가 없어 장시간 요잉 작용이 발생할 경우 센터피봇이 파손될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 대차와 차체로 이루어지는 모노레일 차량에서 대차와 차체는 센터피봇을 사용하여 연결하게 되는데, 센터피봇은 대차에 연결되는 바디부와 상기 바디부의 상부에 회전가능하게 구비되고 차체의 언더프레임에 고정설치되는 회전판과 상기 회전판의 이탈을 방지하는 막음판으로 이루어져, 모노레일 차량이 곡선 구간을 주행할 때, 대차와 차체가 서로 다른 각도로 회전할 수 있게 하여 안정적으로 곡선구간을 주행할 수 있게 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 센터피봇을 형성하는 바디부의 양측에는 힌지결합으로 횡댐퍼가 각각 결합되고, 상기 횡댐퍼의 타측 단부는 대차를 형성하는 종축 지지대의 일측에 힌지결합으로 연결되며, 바디부의 하부에 구비되는 'ㄷ'자 형상의 링크 브라켓이 형성되어, 상기 링크 브라켓의 일측 단부에는 트랙션 링크의 일측 단부가 힌지결합되며 트랙션 링크의 링크몸체는 링크 브라켓의 중심부에 형성되는 안착부에 삽입되고, 트랙션 링크의 타측 단부는 대차를 형성하는 횡축 지지대에 힌지결합되어, 모노레일 차량이 곡선 구간을 주행하거나 측부에서 힘이 작용하여 요잉현상이 발생할 때, 요잉현상에 의해 발생하는 진동을 완충시켜 주어 안정적인 주행을 가능하게 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

대차와 차체를 연결하는 모노레일 차량의 센터피봇 구조에 있어서, 상기 센터피봇은 대차에 설치되는 바디부와, 상기 바디부에 회전가능하게 구비되어 차체에 설치되는 회전판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 바디부의 상부에는 회전판 설치부가 형성되고, 상기 회전판의 중심부에는 상기 회전판 설치부가 삽입되는 관통공이 형성되며, 상기 회전판 설치부의 상단에는 관통공의 직경보다 큰 직경의 막음판이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 회전판 설치부의 외측에는 부싱이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 바디부의 양측에는 댐퍼 브라켓이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 댐퍼 브라켓에는 횡댐퍼의 일측 단부가 힌지결합되며, 상기 횡댐퍼의 타측 단부는 대차를 형성하는 종축 지지대에 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바디부의 하부에는 'ㄷ'자 형상의 링크 브라켓이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 링크 브라켓의 일측 단부에는 트랙션 링크의 일측 단부가 힌지결합으로 연결되고, 상기 트랙션 링크의 링크몸체는 상기 링크 브라켓의 안착부에 삽입되며, 상기 트랙션 링크의 타측 단부는 대차를 형성하는 횡축 지지대에 힌지결합으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 대차와 차체로 이루어지는 모노레일 차량에서 대차와 차체는 센터피봇을 사용하여 연결하게 되는데, 센터피봇은 대차에 연결되는 바디부와 상기 바디부의 상부에 회전가능하게 구비되고 차체의 언더프레임에 고정설치되는 회전판과 상기 회전판의 이탈을 방지하는 막음판으로 이루어져, 모노레일 차량이 곡선 구간을 주행할 때, 대차와 차체가 서로 다른 각도로 회전할 수 있게 하여 안정적으로 곡선구간을 주행할 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 센터피봇을 형성하는 바디부의 양측에는 힌지결합으로 횡댐퍼가 각각 결합되고, 상기 횡댐퍼의 타측 단부는 대차를 형성하는 종축 지지대의 일측에 힌지결합으로 연결되며, 바디부의 하부에 구비되는 'ㄷ'자 형상의 링크 브라켓이 형성되어, 상기 링크 브라켓의 일측 단부에는 트랙션 링크의 일측 단부가 힌지결합되며 트랙션 링크의 링크몸체는 링크 브라켓의 중심부에 형성되는 안착부에 삽입되어, 트랙션 링크의 타측 단부는 대차를 형성하는 횡축 지지대에 힌지결합되어, 모노레일 차량이 곡선 구간을 주행하거나 측부에서 힘이 작용하여 요잉현상이 발생할 때, 요잉현상에 의해 발생하는 진동을 완충시켜 주어 안정적인 주행을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 센터피봇을 통하여 차체와 대차를 연결하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 종래의 개선된 센터피봇을 사용하여 차체와 대차를 연결하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보노레일 차량 센터피봇 구조의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 평면도이다.

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 4는 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 보노레일 차량 센터피봇 구조의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 부분 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 모노레일 차량 센터피봇 구조가 적용된 대차의 평면도이다.

본 발명은 대차와 차체를 포함하여 이루어지는 모노레일 차량 센터피봇 구조에 관한 것으로 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 그 구성은 대차(300)에 설치되는 바디부(410)와 상기 바디부(410)의 상부에 회전가능하게 구비되어 차체의 하부에 설치되는 회전판(420)으로 이루어진다.

여기서, 상기 바디부(410)의 상부에는 회전판 설치부(412)가 형성되고, 상기 회전판(420)의 중심부에는 관통공(422)이 형성되어, 상기 회전판 설치부(412)가 삽입됨으로써, 상기 회전판(420)이 회전할 수 있게 된다.

이때, 상기 회전판 설치부(412)의 상단에는 회전판(420)의 관통공(422)의 직경 보다 큰 외경을 가지도록 막음판(418)이 구비되는데, 상기 막음판(418)은 고정볼트(419)를 사용하여 회전판 설치부(412)의 상단에 고정 설치되며, 상기 고정볼트(419)는 회전판(420)의 관통공(422)의 내측에 위치하도록 하여 회전판(420)이 용이하게 회전하게 된다.

그래서, 상기 회전판(420)과 바디부(410)가 접하는 부분이 적어 마찰력이 줄어들게 되므로 안정적으로 회전할 수 있어, 모노레일 차량이 곡선 구간을 주행할 때 차체와 대차(300)가 보다 용이하게 서로 다른 각도로 회전할 수 있게 하여 곡선구간을 안정적으로 주행할 수 있게 한다.

한편, 상기 회전판 설치부(412)의 외측에는 부싱(413)이 더 구비되어 회전판(420)과 회전판 설치부(412) 사이의 마찰력을 보다 줄여주게 되어 안정적인 동작을 가능하게 한다.

그리고, 상기 바디부(410)의 양측에는 댐퍼 브라켓(414)이 형성되는데, 상기 댐퍼 브라켓(414)은 그 형상이 평판 형상으로 양 측부로 돌출되도록 형성되며, 상기 댐퍼 브라켓(414)의 하단부에는 횡댐퍼(430)가 연결된다.

여기서, 상기 횡댐퍼(430)는 중심부에 실린더가 구비되며, 일측 단부는 상기 댐퍼 브라켓(414)의 하단에 힌지결합으로 연결되고, 타측 단부는 대차(300)를 형성하는 종축 지지대(320)에 힌지결합으로 연결된다.

그래서, 모노레일 차량이 곡선구간을 주행하거나 바람과 같은 외력이 작용하여 요잉 현상이 발생할 때, 횡댐퍼(430)에서 요잉 현상시에 발생하는 진동을 감쇄시켜 줌으로써 안정적인 주행을 가능하게 한다.

한편, 상기 바디부(410)의 하부에는 링크 브라켓(416)이 형성되는데, 상기 링크 브라켓(416)은 하부가 개방되는 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 중심부에는 안착부(417)가 형성된다.

여기서, 상기 링크 브라켓(416)의 안착부(417)는 대차(300)의 전후 방향으로 관통되도록 형성되며, 링크 브라켓(416)의 일측 단부에는 트랙션 링크(440)가 연결되는데, 상기 트랙션 링크(440)는 바 형상의 링크몸체(442)와 상기 링크몸체(442)의 일측단부에 형성되는 제1힌지부(444)와 링크몸체(442)의 타측 단부에 형성되는 제2힌지부(446)로 이루어진다.

이때, 상기 링크몸체(442)의 일측 단부는 제1힌지부(444)에 의해 링크 브라켓(416)의 단부에 힌지결합되고, 상기 링크몸체(442)는 개방된 하부를 통하여 링크 브라켓(416)의 안착부(417)에 삽입되며, 링크몸체(442)의 타측 단부는 제2힌지부(446)에 의해 대차(300)를 형성하는 횡축 지지대(310)에 힌지결합으로 연결된다.

그래서, 상기 대차(300)의 움직임과 별도로 바디부(410)가 상하로 움직이거나 전후로 틸팅될 수 있게 되어 주행중에 발생하는 진동을 일정부분 감쇄시켜 차체로 전달하게 되므로 승차감을 좋게 한다.

그리고, 상기 링크 브라켓(416)은 상면 중심부에 결합홈(416a)이 형성되어 마디부(410)의 하단이 삽입 고정되게 되므로 결합이 용이할 뿐아니라 견고하게 고정할 수 있게 된다.

또한, 상기 바디부(410)의 하단에는 걸림홈(411)이 형성되고, 상기 링크 브라켓(416)의 상단 가장자리에는 상기 걸림홈(411)에 대응되도록 걸림돌부(416b)가 형성되어, 보다 용이하게 결합할 수 있게 된다.

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.

300 : 대차 310 : 횡축 지지대
320 : 종축 지지대 400 : 센터피봇
410 : 바디부 412 : 회전판 설치부
413 : 부싱 414 : 댐퍼 브라켓
416 : 링크 브라켓 417 : 안착부
418 : 막음판 419 : 고정볼트
420 : 회전판 422 : 관통공
430 : 횡댐퍼 440 : 트랙션 링크
442 : 링크몸체 444 : 제1힌지부
446 : 제2힌지부

Claims

대차와 차체를 연결하는 모노레일 차량의 센터피봇 구조에 있어서,
상기 센터피봇은 대차에 설치되는 바디부와,
상기 바디부에 회전가능하게 구비되어 차체에 설치되는 회전판으로 이루어지고,
상기 바디부의 상부에는 회전판 설치부가 형성되고, 상기 회전판의 중심부에는 상기 회전판 설치부가 삽입되는 관통공이 형성되며, 상기 회전판 설치부의 상단에는 관통공의 직경보다 큰 직경의 막음판이 구비되고,
상기 바디부의 양측에는 댐퍼 브라켓이 형성되며,
상기 댐퍼 브라켓에는 횡댐퍼의 일측 단부가 힌지결합되며, 상기 횡댐퍼의 타측 단부는 대차를 형성하는 종축 지지대에 힌지결합되고,
상기 바디부의 하부에는 'ㄷ'자 형상의 링크 브라켓이 형성되며,
상기 링크 브라켓의 일측 단부에는 트랙션 링크의 일측 단부가 힌지결합으로 연결되고, 상기 트랙션 링크의 링크몸체는 상기 링크 브라켓의 안착부에 삽입되며, 상기 트랙션 링크의 타측 단부는 대차를 형성하는 횡축 지지대에 힌지결합으로 연결되고,
상기 바디부의 하단에는 걸림홈이 형성되고, 상기 링크 브라켓의 상단 가장자리에는 상기 걸림홈에 대응되도록 걸림돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조.
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제1항에 있어서,
상기 회전판 설치부의 외측에는 부싱이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량 센터피봇 구조.
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