KR102438660B1

KR102438660B1 - 틸팅 모노레일 차량

Info

Publication number: KR102438660B1
Application number: KR1020210159470A
Authority: KR
Inventors: 여운범
Original assignee: 한국모노레일주식회사
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-08-31

Abstract

본 발명은 틸팅 모노레일 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사 구간을 주행하더라도 승객이 탑승하는 차체를 수평상태로 유지하면서도 차체의 하부 전체가 안정적으로 지지될 수 있으며, 주행시에 틸팅 모드를 조절하여 탑승자의 선호에 따라 전후로 틸팅되는 각도 및 속도를 조절하여 놀이기구를 탑승하는 느낌을 받을 수 있게 하는 틸팅 모노레일 차량에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모노레일 선로를 따라 주행하는주행부가 구비된 틸팅 모노레일 차량에 있어서, 승객이 탑승하는 차체와, 상기 차체의 전후방 틸팅 각도를 조절하는 틸팅 제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 차체는 전후방으로 틸팅가능하도록 원통형상으로 형성되고, 상기 틸팅 제어부의 상부에는 상기 차체의 하부가 안착되는 전후방으로 원호형상으로 형성되는 차체 수용부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

틸팅 모노레일 차량{tilting monorail vehicle}

본 발명은 틸팅 모노레일 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사 구간을 주행하더라도 승객이 탑승하는 차체를 수평상태로 유지하면서도 차체의 하부 전체가 안정적으로 지지될 수 있으며, 주행시에 틸팅 모드를 조절하여 탑승자의 선호에 따라 전후로 틸팅되는 각도 및 속도를 조절하여 놀이기구를 탑승하는 느낌을 받을 수 있게 하는 틸팅 모노레일 차량에 관한 것이다.

모노레일을 이용한 운행시스템은 기본적으로 도 1에 도시하듯이 모노레일을 교각구조위에 설치하고, 이 모노레일위에 차량이 구비되는데, 모노레일을 운행하는 구동구조는 모노레일의 양 측면에서 운행차량을 잡아주는 안내차륜(6)이 설치되어진다.

그리고, 집전장치(7)와 안정차륜(8)이 동시에 설치되어 동력공급과 함께 안정화를 유도하며, 구동차륜(1)이 모노레일 상면에 설치되어 지고, 이 구동차륜은 구동장치(4)에 의하여 동력을 공급받아 구동한다.

이러한 일반적인 모노레일은 경사가 급하지 않도록 형성되어 안전하게 주행하게 되지만, 언덕 지대나 산악 지대에 설치되는 모노레일은 경사가 급하게 형성되어 모노레일 차량 역시 경사진 상태로 운행하게 된다.

그래서, 경사지게 설치된 모노레일을 주행하는 모노레일과 연결되는 주행부는 경사지도록 설치되지만, 모노레일 차량은 승객이 탑승하는 탑승부는 수평상태를 유지하도록 하여 안정적인 주행을 가능하게 한다.

그런데, 종래의 경사부를 주행하는 모노레일 차량은 경사진 상태의 각도가 고정되어 있어 경사면의 각도가 변경될 경우에는 탑승부가 수평을 유지할 수 없어 승객의 안전과 승차감을 해치는 문제점이 있다.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 일본 공개특허 제2010-018187호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 모노레일카(10)는 주행하는 주행위치를 검출하여 그 검출한 주행위치에 근거한 레일의 경사각도 데이터가 기억되어 그 경사각도 데이터와 주행위치에 근거한 각도로 상부차량(12)을 실린더를 이용해 경동시키므로, 경사각도가 변화하는 레일에 의해 주행하는 경우에 있어서도, 상부차량(12)은 항상 거의 수평상태를 유지하는 것이 가능해 탑승자의 안전과 차량의 승차감을 해치는 것을 방지하는 것이 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 일본 공개특허 제2010-018187호에 기재된 기술은 경사각도가 변화하는 레일을 주행하더라도 승객이 탑승하는 상부차량(12)이 수평을 유지하도록 함으로써, 탑승자가 안전하게 이동할 수 있고 승차감을 높일 수 있는 장점은 있으나, 상부차량(12)의 각도를 실린더를 통하여 조절하면서 실린더가 직접 상부차량(12)의 하중을 지지하게 되며, 탑승하는 승객의 수에 따라 가해지는 하중이 달라지게 되므로 공압 또는 유압 실린더는 외부에서 가해지는 하중에 따라 로드의 돌출정도가 달라지기 때문에 안정적으로 수평상태를 유지할 수 없는 문제점이 있다.

일본 공개특허 제2010-018187호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모노레일 선로를 따라 이동하는 주행부의 상부에 차체를 전후로 틸팅하기 위한 틸팅 제어부가 구비되고, 상기 틸팅 제어부의 상부에 승객이 탑승하는 차체를 설치하되, 차체를 원통형상으로 형성하고 상기 틸팅 제어부에는 원호 형상의 차체 수용부가 형성되어 차체를 전후로 회전시키면서 틸팅 각도를 조절함으로써, 틸팅 각도가 변하더라도 차체의 하부 전체를 지지할 수 있어 안정적으로 차체를 지지할 수 있는 틸팅 모노레일 차량을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 승객이 탑승하는 차체를 경사구간을 주행하더라도 안정적으로 수평을 유지할 수 있어 안정감을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 탑승 승객의 선호에 따라 틸팅 모드를 조절하여 주행시에 전후로 차체가 틸팅되는 각도 및 속도를 조절하여 주행시에 놀이기구와 같은 재미를 느낄 수 있게 하는 틸팅 모노레일 차량을 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

모노레일 선로를 따라 주행하는주행부가 구비된 틸팅 모노레일 차량에 있어서, 승객이 탑승하는 차체와, 상기 차체의 전후방 틸팅 각도를 조절하는 틸팅 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 차체는 전후방으로 틸팅가능하도록 원통형상으로 형성되고, 상기 틸팅 제어부의 상부에는 상기 차체의 하부가 안착되는 전후방으로 원호형상으로 형성되는 차체 수용부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차체의 하부에는 원주 방향을 따라 랙이 형성되고, 상기 차체 수용부의 전부와 후부에는 상기 랙에 대응되는 틸팅 기어가 설치되며, 상기 틸팅 제어부의 내측에는 상기 틸팅 기어를 회전시키는 제어 모터가 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 차체의 하부에는 상기 랙의 양측에 위치하도록 가이드 레일이 설치되고, 상기 차체 수용부의 상면에는 상기 가이드 레일이 삽입되는 이탈방지부재가 설치되며, 상기 가이드 레일의 단부 양측에는 지지턱이 돌출 형성되고, 상기 이탈방지부재에는 상기 지지턱이 삽입되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 틸팅 제어부의 내부에는 상기 차체를 설정된 제어 모드로 제어하는 제어장치가 구비되되, 상기 제어모드는 상기 차체의 수평을 유지하도록 제어하는 수평 유지 모드와, 설정된 간격 및 설정된 각도로 상기 차체를 전후로 틸팅하는 틸팅 유지 모드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 차체는 원통형상의 차체 프레임과, 상기 차체 프레임의 양측에 형성되는 측면 프레임과, 상기 측면 프레임의 일측에 형성되는 도어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측면 프레임에는 상기 창부재를 회전시키는 회전모터가 설치되고, 상기 제어장치는 승객이 승하차시에는 상기 창부재를 상기 도어의 반대 방향으로 회전시킨 후, 도어를 개방하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 모노레일 선로를 따라 이동하는 주행부의 상부에 차체를 전후로 틸팅하기 위한 틸팅 제어부가 구비되고, 상기 틸팅 제어부의 상부에 승객이 탑승하는 차체를 설치하되, 차체를 원통형상으로 형성하고 상기 틸팅 제어부에는 원호 형상의 차체 수용부가 형성되어 차체를 전후로 회전시키면서 틸팅 각도를 조절함으로써, 틸팅 각도가 변하더라도 차체의 하부 전체를 지지할 수 있어 안정적으로 차체를 지지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 승객이 탑승하는 차체를 경사구간을 주행하더라도 안정적으로 수평을 유지할 수 있어 안정감을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 탑승 승객의 선호에 따라 틸팅 모드를 조절하여 주행시에 전후로 차체가 틸팅되는 각도 및 속도를 조절하여 주행시에 놀이기구와 같은 재미를 느낄 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 모노레일 차량의 구동부의 사시도이다.
도 2는 종래의 수평 유지 장치가 설치된 모노레일의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 측면 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 차체의 창이 개방된 상태의 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 차체의 도어가 개방된 상태의 상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량이 경사부를 이동하는 상태를 보여주는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 틸팅 모노레일 차량의 측면도이다.

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 틸팅 모노레일 차량의 측면 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 분리 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 차체의 창이 개방된 상태의 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량의 차체의 도어가 개방된 상태의 상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 틸팅 모노레일 차량이 경사부를 이동하는 상태를 보여주는 측면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 틸팅 모노레일 차량의 측면도이다.

본 발명은 틸팅 모노레일 차량에 관한 것으로 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 그 구성은 승객이 탑승하는 차체(300)와 상기 차체(300)의 하부에 위치하여 차체(300)의 전후방 틸팅 각도를 조절하는 틸팅 제어부(200)로이루어지고, 상기 틸팅 제어부(200)의 하부에는 모노레일 선로(400)를 따라 주행하는 주행부(100)가 구성된다.

여기서, 상기 차체(300)는 측면은 평평하고, 전후 방향으로 라운드지는 원통형상으로 형성되고, 상기 틸팅 제어부(200)의 상부에는 상기 원통형상으로 형성되는 차체(300)가 안착되도록 전후 방향으로 원호형상으로 형성되는 차체 수용부(210)가 형성된다.

그래서, 경사구간에 설치된 모노레일 선로(400)를 따라 주행할 때, 상기 차체(300)가 경사도에 따라 틸팅되더라도 차체(300)의 하부전체가 틸팅 제어부(200)의 차체 수용부(210)에 의해 지지되도록 하여 안정적으로 차체(300)를 지지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 차체(300)는 원통 형상으로 형성되는 차체 프레임(310)과 상기 차체 프레임(310)의 개방된 양측부에 설치되는 측면 프레임(340)으로 이루어지는데, 상기 측면 프레임(340)의 일측에는 승객이 탑승하기 위한 도어(342)가 형성된다.

여기서, 상기 측면 프레임(340은) 차체 프레임(310)에 대응되도록 원판 형상으로 형성되고, 상부에는 반원 형상의 개방부(344)가 형성되어 외부의 경관을 감상할 수 있다.

이때, 상기 측면 프레임(340)의 중심부에는 회전축(352)이 설치되고, 상기 회전축(352)에는 투명한 재질의 창부재(350)가 회전가능하도록 설치되는데, 상기 창부재(350)는 상기 개방부(344)에 대응되도록 반원 형상으로 형성되어 상기 회전축(352)을 중심으로 회전하여 개방부(344)를 개폐한다.

한편, 상기 차체(300)의 하부에는 폭방향의 중심부에 원주 방향을 따라 랙(320)이 형성되고, 상기 틸팅 제어부(200)의 상부에 형성되는 차체 수용부(210)의 일측에는 상기 랙(320)에 대응되도록 틸팅 기어(230)가 설치된다.

여기서, 상기 틸팅 제어부(200)의 내측에는 제어 모터(235)가 설치되어 상기 틸팅 기어(230)를 회전시키게 되며, 상기 제어 모터(235)의 회전력을 상기 틸팅 기어(230) 및 랙(320)을 통하여 차체(300)로 전달하여 차체(300)의 전부와 후부를 상하 방향으로 회전시키게 된다.

이때, 상기 틸팅 제어부(200)의 내부 또는 차체(300)에는 모노레일 선로(400)의 경사도를 감지하기 위하여 자이로센서 또는 가속도센서 등으로 이루어지는 경사도 센서(미도시)가 구비되며, 상기 경사도 센서는 상기 틸팅 제어부(200)의 내부에 구비되는 제어장치(미도시)로 감지한 경사도 정보를 전송하게 된다.

그래서, 상기 제어장치는 상기 경사도 센서로부터 수신한 경사도 정보를 통하여 차체(300)의 기울어진 정도를 확인하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제어 모터(235)를 통하여 차체(300)를 회전시켜 차체(300)가 수평을 유지하도록 한다.

그리고, 상기 차체(300)를 구성하는 차체 프레임(310)의 하부에는 상기 랙(320)의 양측에 위치하도록 원주방향을 따라 가이드 레일(330)이 설치되는데, 상기 틸팅 제어부(200)의 차체 수용부(210)의 상면에는 상기 가이드 레일(330)에 대응되도록 일정 간격으로 이탈방지부재(220)가 설치된다.

여기서, 상기 이탈방지부재(220)는 상면에는 상기 가이드 레일(330)이 삽입되도록 삽입공(222)이 형성되는데, 상기 가이드 레일(330)의 양측에는 지지턱(332)이 돌출되도록 형성되고, 상기 이탈방지부재(220)에는 상기 삽입공(222)의 양측에 상기 지지턱(332)이 삽입되는 지지홈(224)이 형성된다.

그래서, 상기 지지턱(332)이 상기 지지홈(224)에 삽입된 상태로 지지됨으로써, 차체(300)가 상기 틸팅 제어부(200)에서 임의로 분리되는 것을 방지하여 모노레일 선로(400)를 따라 안정적으로 주행하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예로 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 주행부(100)의 상부에 설치되는 틸팅 제어부(200)의 상부에는 전후방으로 틸팅 가능하도록 원통형상의 차체(300)가 설치된다.

여기서, 상기 틸팅 제어부(200)의 상부에는 원호 형상으로 형성되는 보조 이탈방지부재(240)가 더 구비되는데, 상기 보조 이탈방지부재(240)의 하면은 상기 차체(300)의 상부를 커버하도록 설치된다.

이때, 상기 보조 이탈방지부재(240)의 전단과 후단은 틸팅 제어부(200)의 전단과 후단에 각각 고정 설치되어 상기 차체(300)가 틸팅 제어부(200)로부터 분리되는 것을 방지하게 된다.

즉, 상기 차체(300)의 하부에 형성되는 가이드레일(330)과 차체 수용부(210)의 상부에 설치되는 이탈방지부재(220)에 의해 1차적으로 차체(300)가 틸팅 제어부(200)로부터 분리되는 것을 방지하고, 상기 보조 이탈방지부재(240)에 의해 2차로 방지하게 됨으로써, 보다 안정적으로 차체(300)의 분리를 방지하게 된다.

그리고, 상기 틸팅 제어부(200)의 내부에는 전술한 바와 같이 제어장치(미도시)가 구비되는데, 상기 제어장치는 모노레일 선로(400)의 경사도를 감지하여 차체(300)가 수평을 유지하도록 자동으로 제어할 뿐만 아니라 각각 설정되는 제어 모드에 따라 차체(300)의 틸팅을 제어하게 된다.

여기서, 상기 제어 모드는 주행 구간에 상관없이 상기 차체(300)의 수평을 유지하도록 제어하는 수평 유지 모드와 설정된 간격 및 설정된 각도로로 상기 차체(300)를 전후로 틸팅하는 틸팅 유지 모드로 이루어진다.

그래서, 탑승 승객의 선호에 따라 틸팅 모드를 조절하여 주행시에 전후로 차체(300)가 틸팅되는 각도 및 속도를 조절하여 주행시에 놀이기구를 탑승하고 있는 듯한 재미를 줄 수도 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 측면 프레임(340)에는 상기 창부재(350)를 회전시키기 위한 회전모터(미도시)가 더 구비될 수 있는데, 상기 회전모터는 측면 프레임(340)에 설치된 회전축(352)을 회전시켜 상기 창부재(350)를 회전시키게 된다.

여기서, 상기 차체(300)의 내부에는 승객이 앉을 수 있는 시트(미도시)와 창부재(350)를 제어하기 위한 제어 버튼(미도시)이 설치되는데, 상기 제어 버튼을 사용하여 창부재(350)를 회전시켜 개방부(344)를 개방하거나 폐쇄할 수 있게 된다.

또한, 상기 측면 프레임(340)에는 승객이 탑승 또는 하차하기 위한 도어(342)가 설치되는데, 상기 제어장치는 승객이 하차할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 창부재(340)를 90°회전시킨 후, 도어(342)를 개방함으로써, 승객이 용이하게 하차하거나 탑승할 수 있게 한다.

그리고, 상기 주행부(100)에는 앞뒤 차체(300)와 연결하기 위한 연결기(미도시)가 더 구비될 수 있어 앞뒤 차량이 같이 이동할 수 있으며, 상기 틸팅 제어부(200)의 하부에 설치되는 주행부(100)의 작동 원리는 이미 공지된 기술이므로 별도의 설명은 생략하도록 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 : 주행부 200 : 틸팅 제어부
210 : 차체 수용부 220 : 이탈방지부재
230 : 틸팅 기어 240 : 보조 이탈방지부재
300 : 차체 310 : 차체 프레임
320 : 랙 330 : 가이드 레일
340 : 측면 프레임 350 : 창부재

Claims

모노레일 선로를 따라 주행하는 주행부가 구비된 틸팅 모노레일 차량에 있어서,
승객이 탑승하는 차체와, 상기 차체의 전후방 틸팅 각도를 조절하는 틸팅 제어부를 포함하여 이루어지며,
상기 차체는 원통형상의 차체 프레임과, 상기 차체 프레임의 양측에 형성되는 측면 프레임과, 상기 측면 프레임의 일측에 형성되는 도어로 이루어지고,
상기 측면 프레임의 상부는 반원 형상의 개방부가 형성되고, 상기 측면 프레임의 중심부에 형성되는 회전축을 기준으로 회전하여 상기 개방부를 개폐하는 반원 형상의 창부재가 설치되며,
상기 측면 프레임에는 상기 창부재를 회전시키는 회전모터가 설치되고,
상기 틸팅 제어부의 내부에 구비되는 제어장치는 승객이 승하차시에는 상기 도어의 상부가 개방되도록 상기 창부재를 90°회전시킨 후, 상기 도어를 개방하는 것을 특징으로 하는 틸팅 모노레일 차량.
제1항에 있어서,
상기 차체는 전후방으로 틸팅가능하도록 원통형상으로 형성되고,
상기 틸팅 제어부의 상부에는 상기 차체의 하부가 안착되는 전후방으로 원호형상으로 형성되는 차체 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 틸팅 모노레일 차량.
제2항에 있어서,
상기 차체의 하부에는 원주 방향을 따라 랙이 형성되고,
상기 차체 수용부의 전부와 후부에는 상기 랙에 대응되는 틸팅 기어가 설치되며,
상기 틸팅 제어부의 내측에는 상기 틸팅 기어를 회전시키는 제어 모터가 설치되는 것을 특징으로 하는 틸팅 모노레일 차량.
제3항에 있어서,
상기 차체의 하부에는 상기 랙의 양측에 위치하도록 가이드 레일이 설치되고,
상기 차체 수용부의 상면에는 상기 가이드 레일이 삽입되는 이탈방지부재가 설치되며,
상기 가이드 레일의 단부 양측에는 지지턱이 돌출 형성되고,
상기 이탈방지부재에는 상기 지지턱이 삽입되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 틸팅 모노레일 차량.
제3항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 차체를 설정된 제어 모드로 제어하되,
상기 제어모드는 상기 차체의 수평을 유지하도록 제어하는 수평 유지 모드와,
설정된 간격 및 설정된 각도로로 상기 차체를 전후로 틸팅하는 틸팅 유지 모드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 틸팅 모노레일 차량.
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