KR102225878B1 - 모노레일 차량의 비상 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것이다.
본 발명은 모노레일 차량의 비상 제동장치에 있어서, 상기 차량에 구비되며 비상시 일측 방향으로 회전하여 레일의 상하부에 접촉하도록 하는 제1 및 제2제동캠과, 상기 제1 및 제2제동캠을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모노레일 차량의 비상 제동장치 {An emergency braking apparatus for monorail vehicle}

본 발명은 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 모노레일(monorail)은 단궤조(궤도가 하나)인 철도로서, 콘크리트나 철제 빔으로 이루어져 있는 한개의 궤도거더 위를 고무타이어나 철륜이 설치된 차량이 운행한다. 차량의 지지방식에 따라 궤도 위를 차량이 달리는 방식인 과좌식과 차량이 궤도에 매달려서 운행하는 방식인 현수식으로 나뉜다.

이 같은 모노레일은 건설비가 저렴하고 디자인이 미려하고 승객조망권이 우수하여 승객의 다양한 니즈를 충족할 수 있기 때문에 향후 도시의 미래 교통수단으로 각광 받을 것으로 예상된다.

한편, 모노레일은 수송규모가 도시철도와 버스의 중간 정도로서 중규모의 수송에 적합하며, 이러한 특성 때문에 대부분의 도시교통계획에서는 경전철로 분류되며, 대도시의 보조교통수단, 중소도시의 주요교통수단으로 쓰인다.

모노레일 차량은 주행시 정차 및 감속 등을 위한 제동 장치가 필요하지만, 철도차량의 제동시스템을 그대로 적용하고 있다.

이때, 철도차량에는 압축공기를 이용하여 제동력을 발생시키는 에어 브레이크 시스템이 장착되며, 상기 에어 브레이크 시스템은 유압을 이용한 제동장치에 비해 큰 제동력을 발휘하기 때문에 철도차량에 많이 사용된다.

이와 같은 공유압 제동장치의 일 예로 등록특허 제10-1584325호가 제안된 바 있다.

상기 등록특허에서 제안된 모노레일 차량용 공유압 제동 장치는 철도차량용 에어 브레이크 시스템으로써, 모노레일 차량의 차량제어감시장치로부터 제동요구신호가 입력되면 전기신호를 발생하는 제동제어장치와, 상기 제동제어장치에서 출력되는 전기신호를 공기신호로 변환하는 제동작동장치와, 상기 제동작동장치에서 출력되는 공기신호를 유압신호로 변환하는 공전변환장치와, 상기 공전변환장치에서 변환 출력된 유압신호에 의해 마찰제동을 수행하는 유압실린더로 구성되는 것을 특징으로 한다.

하지만, 상기 종래기술은 모노레일 차량의 비상상황 발생시 신속하고 강력한 제동을 필요로 하는데에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1584325호 일본 등록특허공보 JP439799

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 캠기어를 레일과의 접촉면적을 증가시키기 위해 다양한 형상으로 구성함으로써 제동력을 향상시킬 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 모노레일 차량의 비상 제동장치에 있어서, 상기 차량에 구비되며 비상시 일측 방향으로 회전하여 레일의 상하부에 접촉하도록 하는 제1 및 제2제동캠과, 상기 제1 및 제2제동캠을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접하는 부분에 톱니가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 톱니는 제1 및 제2제동캠의 제동 시 회전 반대방향을 따라 크기가 점점 커지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접하는 부분의 두께가 제동 시 회전 반대방향을 따라 점점 두꺼워지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접촉하는 부분이 한 쌍의 유닛이 두께 방향으로 일정 간격 이격되도록 분기 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유닛에는 통기공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 구동모터와, 일측은 상기 구동모터에 연동되고, 타측은 제1제동캠에 결합되는 구동축과, 상기 구동축에 구비되는 제1베벨기어와, 상기 제2제동캠에 결합되는 종동축과, 상기 종동축에 구비되는 제2베벨기어와, 일측에는 상기 제1베벨기어와 치합되는 제3베벨기어가 구비되고, 타측에는 상기 제2베벨기어와 치합되는 제4베벨기어가 구비되는 전달축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면 캠기어를 레일과의 접촉면적을 증가시키기 위해 다양한 형상으로 구성함으로써 제동력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치가 구비된 모노레일 차량을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치를 도시한 도면.
도 3본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 작동 예를 도시한 도면.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 일 실시 예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 또 다른 실시 예를 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 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 이해하여야한다.

도 1은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치가 구비된 모노레일 차량을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치를 도시한 도면이고, 도 3본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 작동 예를 도시한 도면이고, 도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 일 실시 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치의 캠기어의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.

본 발명은 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)의 구성은 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 모노레일 차량(10)에 구비되며 비상 시 일측 방향으로 회전하여 레일(20)의 상하부에 접촉되어 모노레일 차량(10)을 비상 제동시키기 위한 제1 및 제2제동캠(110,120)이 구비되고, 상기 제1 및 제2제동캠(110,120)은 구동부(130)에 의해 구동이 이루어진다.

보다 상세히 설명하면, 상기 제1 및 제2제동캠(110,120)은 부채꼴 형상의 편심 캠 형상으로 형성(도 2에서 A<B)되는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 구동부(130)에 의해 일측으로 회전하면서 호를 이루는 측면이 제1 및 제2제동캠(110,120)의 회전방향으로 레일(20)에 점점 접하게 되면서 제동력을 발생하도록 구성되며, 제동해제 시에는 반대 방향으로 회전하여 원상복귀하게 된다.

한편, 이러한 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)는 모노레일 차량(10)의 일측에 구성되거나, 좌우에 구성되는 경우에는 레일(20)의 양측에 대해 작용하도록 하여 모노레일 차량(10)의 비상 제동이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 구동부(130)는 구동모터(132)와, 일측은 상기 구동모터(132)에 연동되고, 타측은 제1제동캠(110)에 결합되는 구동축(134)이 구비되며, 상기 구동축(134)에는 제1베벨기어(134a)가 구비된다.

또한, 상기 제2제동캠(120)에 결합되는 종동축(136)이 구비되고, 상기 종동출(136)에는 제2베벨기어(136a)가 구비된다.

그리고, 상기 구동축(134)과 종동축(136)의 사이에 구비되어 회전력을 전달하기 위한 전달축(138)이 구비되는데, 상기 전달축(138)의 일측에는 상기 제1베벨기어(134a)와 치합되는 제3베벨기어(138a)가 구비되고, 타측에는 상기 제2베벨기어(136a)와 치합되는 제4베벨기어(138b)가 구비된다.

상기와 같은 구성에 의해, 비상 시 구동모터(132)가 구동하면, 구동축(134)에 의해 제1제동캠(110)이 비상제동을 위해 호를 이루는 측면이 레일(20)에 접하는 방향으로 회전하여 제동력을 발생하게 된다.

동시에, 상기 구동축(134)의 제1베벨기어(134a)에 치합되는 제3베벨기어(138a)에 의해 전달축(138)이 회전하고, 전달축(138)의 타측에 구비된 제4베벨기어(138b)와 종동축(136)의 제2베벨기어(136a)가 치합하여 종동축(136)이 회전하게 되어 제2제동캠(120)이 비상제동을 위해 호를 이루는 측면이 레일(20)에 접하는 방향으로 회전하여 제동력을 발생하게 된다.

이때, 본 발명에 따르면, 상기 제1 내지 제4베벨기어(134a,136a,138a,138b)에 의해 제1 및 제2제동캠(110,120)이 구동되게 되는 것으로, 베벨기어의 숫자가 적게되어 기어의 치간 누적 유격을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 구동축(134)이 제1제동캠(110)에 직접 결합되도록 설치되어 작동 시 보다 신속하게 제동효과를 얻을 수 있고, 제2캠기어(120)도 동시에 동력을 전달할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 상기 구동부(130)는 프레임(140)에 의해 외측이 커버되도록 구비되어 구동부(130)의 각 구성을 보호할 수 있도록 구성되는 장점이 있다.

한편, 상기 제1 및 제2제동캠(110,120)의 레일(20)에 접하는 부분에는 톱니(112,122)가 형성되어 마찰력을 높임으로써 제동력을 향상시킬 수 있도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 톱니(112,122)는 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 그 크기가 균일하게 형성될 수도 있고, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 제1 및 제2제동캠(110,120)의 제동 시 회전 방향(도면의 화살표)의 반대방향을 따라 톱니(112,122)의 크기, 즉 돌출된 정도가 점점 커지도록 형성될 수도 있다.

즉, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 톱니(112,122)의 크기, 즉 돌출된 정도가 점점 커지도록 형성되는 경우, 제1 및 제2제동캠(110,120)이 회전함에 따라 톱니(112,122)가 레일(20)을 가압하는 힘이 점점 단계적으로 커지게 되어 더욱 안정적이고 큰 제동력을 얻을 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)의 다른 실시 예에 의하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1및 제2제동캠(110',120')의 레일(20)에 접하는 부분의 두께가 제동 시 회전 방향(도면의 화살표)의 반대방향을 따라 점점 두꺼워지도록 형성(T1<T2)될 수 있다.

이때, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100')의 나머지 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 샹략하기로 한다.

다만, 상기 제1 및 제2제동캠(110',120')의 두께가 제동 시 회전 반대방향을 따라 점점 두꺼워지도록 형성됨으로써 레일(20)과의 접촉면적이 증가하게 되어 더욱 큰 제동력을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1 및 제2제동캠(110',120')의 두께가 제동 시 회전 반대방향을 따라 점점 두꺼워지도록 형성됨으로써 제동력이 단계적으로 증가하여 보다 안정적으로 제동이 이루어지는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)의 다른 실시 예에 의하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1및 제2제동캠(110",120")은 각각 레일(20)에 접촉하는 부분이 한 쌍의 유닛(110a,110b,120a,120b)으로 두께 방향으로 일정 거리 이격되도록 분기 형성된다.

이때, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100")의 나머지 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 샹략하기로 한다.

다만, 상기 제1 및 제2제동캠(110",120")은 두께 방향으로 일정 간격 이격되도록 분기 형성되는 한 쌍의 유닛(110a,110b,120a,120b)에 의해 레일(20)에 접촉되는 면적이 증가하게 되어 더욱 큰 제동력을 얻을 수 있고, 제동 시 발생하는 차량의 흔들림을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 상기 제1 및 제2제동캠(110",120")의 각 유닛(110a,110b,120a,120b)에는 통기공(114,124)이 형성되어 제동 시 레일(20)의 마찰 등에 의해 발생하는 분진이나 수분의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)는 도시하지는 않았지만, 제1 및 제2제동캠(110,110',110",120,120',120")이 서로 그 형상이 복합적으로 형성되어 비상 시 제동효과를 더욱 향상시킬 수 있도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 모노레일 차량의 비상 제동장치(100)에 의하면, 모노레일 차량(10)의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제1 및 제2제동캠(110,110',110",120,120',120")이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하며, 제1 및 제2제동캠(110,110',110",120,120',120")을 레일과의 접촉면적을 증가시기 위해 다양한 형상으로 구성함으로써 제동력을 향상시킬 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖는다.

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

본 발명은 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노레일 차량의 비상 상황 발생 시 회동하여 레일에 접촉되도록 하는 제동캠이 구비되어 모노레일 차량의 제동이 원활하고 신속하게 이루어지며, 강력한 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치에 관한 것이다.

100: 모노레일 차량의 비상 제동장치
110,110',110": 제1제동캠
120,120',120": 제2제동캠
112,122: 톱니 114,124: 통기공
110a,110b,120a,120b: 유닛
130: 구동부 132: 구동모터
134: 구동축 134a; 제1베벨기어
136: 종동축 136a: 제2베벨기어
138: 전달축 138a: 제3베벨기어
138b: 제4베벨기어 140: 프레임

Claims (7)

1. 모노레일 차량의 비상 제동장치에 있어서,
   상기 차량에 구비되며 비상시 일측 방향으로 회전하여 레일의 상하부에 접촉하도록 하는 제1 및 제2제동캠과,
   상기 제1 및 제2제동캠을 구동하기 위한 구동부를 포함하되,
   상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접하는 부분에 제1 및 제2제동캠의 제동 시 회전 반대방향을 따라 크기가 점점 커지도록 형성되는 톱니가 형성되어 제동 시 제1 및 제2제동캠이 회전함에 따라 톱니가 레일을 가압하는 힘이 점점 단계적으로 커지게 되어 더욱 안정적이고 큰 제동력을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 모노레일 차량의 비상 제동장치에 있어서,
   상기 차량에 구비되며 비상시 일측 방향으로 회전하여 레일의 상하부에 접촉하도록 하는 제1 및 제2제동캠과,
   상기 제1 및 제2제동캠을 구동하기 위한 구동부를 포함하되,
   상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접하는 부분의 두께가 제동 시의 회전 반대방향을 따라 점점 두꺼워지도록 형성되어 제동 시 제1 및 제2제동캠이 회전함에 따라 레일과의 접촉면적이 점점 단계적으로 증가하게 되어 더욱 안정적이고 큰 제동력을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치.
   
5. 모노레일 차량의 비상 제동장치에 있어서,
   상기 차량에 구비되며 비상시 일측 방향으로 회전하여 레일의 상하부에 접촉하도록 하는 제1 및 제2제동캠과,
   상기 제1 및 제2제동캠을 구동하기 위한 구동부를 포함하되,
   상기 제1 및 제2제동캠은 레일에 접촉하는 부분이 한 쌍의 유닛이 두께 방향으로 일정 간격 이격되도록 분기 형성되고,
   상기 유닛에는 통기공이 형성된 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치.
   
6. 삭제
7. 제 1항 또는 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동부는 구동모터와,
   일측은 상기 구동모터에 연동되고, 타측은 제1제동캠에 결합되는 구동축과,
   상기 구동축에 구비되는 제1베벨기어와,
   상기 제2제동캠에 결합되는 종동축과,
   상기 종동축에 구비되는 제2베벨기어와,
   일측에는 상기 제1베벨기어와 치합되는 제3베벨기어가 구비되고, 타측에는 상기 제2베벨기어와 치합되는 제4베벨기어가 구비되는 전달축을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 차량의 비상 제동장치.
   

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