KR20120058998A - 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차에 관한 것으로, 대차에 적용되는 수직댐퍼와 함께 그 상면에 다수의 롤러가 장착된 코일스프링 모듈을 구비한 복합 현가시스템을 통해, 고속 코너링시 또는 적재중량이 큰 경우에도 진동을 효과적으로 감쇠시켜 안락한 승차감을 제공하며, 주행의 안전성이 확보되도록 한 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 코일스프링 모듈의 완충력과 함께, 수직댐퍼의 감쇠력을 복합적으로 적용하여 차량의 하중 변화 및 좌우 롤링 변위에 대응한 감쇠력이 작용하게 함으로써 안락한 승차감을 제공하고, 차량 안전성을 높일 수 있다.

Description

코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차{MONORAIL BOGIE ASSAY WITH COMPLEX SUSPENSION SYSTEM OF COIL-SPRING MODULE}

본 발명은 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차에 관한 것으로, 보다 상세하게 대차에 적용되는 수직댐퍼와 함께 그 상면에 다수의 롤러가 장착된 코일스프링 모듈을 구비한 복합 현가시스템을 통해, 고속 코너링시 또는 적재중량이 큰 경우에도 진동을 효과적으로 감쇠시켜 안락한 승차감을 제공하며, 주행의 안전성이 확보되도록 한 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 모노레일은 단궤조(궤도가 하나)인 철도의 총칭인 바, 현재에는 세계 각지에서 관광이나 시내교통수단으로 사용되고 있다.

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 분류된다. 대도시의 보조교통수단, 중소도시의 주요교통수단으로 쓰인다.

모노레일은 각각 장점과 단점을 동시에 갖고 있다.

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 도로등의 공간에 설치가 가능하다. 이 때문에 도시철도보다 공사가 용이하며, 신속한 건설이 가능하고, 토지비가 적게 들어간다. 그런 이유로 도시철도의 40%의 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.

모노레일의 단점을 살펴보면, 모노레일은 궤도는 하나지만 주행장치가 복잡하므로 차량의 기능이 복잡하고 약간 비싸진다는 단점이 있으며, 최고속도가 80km/h 이므로 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 용이치 않다. 대피로의 건설이 힘들기 때문에 비상시 승객대피가 매우 힘들다는 단점이 있다.

한편, 모노레일 차량은 일반 열차 차량에 비해 최근에 개발된 차량으로서, 차체에 탑승한 승객들에게 안락한 승차감을 제공하면서도, 안전성 강화에 힘쓰기 위해 부단한 기술 개발을 진행하고 있는 실정이다.

안락한 승차감 및 안전성을 강화하기 위한 장치로는 대표적으로 댐퍼를 통한 완충수단의 예가 대표적인 바, 공지의 수직댐퍼가 대차에 적용되어 회전시에 나타나는 쏠림현상을 완화시켜줌으로써 차체의 밸런스를 유지하게 하고 있다. 그러나, 종래의 수직댐퍼만으로는 고속 코너링시 또는 차체 적재중량이 큰 경우에 안락한 승차감과 주행 안전성을 제공하는 데에 한계가 있다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 대차에 적용되는 수직댐퍼와 함께 그 상면에 다수의 롤러가 장착된 코일스프링 모듈을 구비한 복합 현가시스템을 통해, 고속 코너링시 또는 적재중량이 큰 경우에도 진동을 효과적으로 감쇠시켜 안락한 승차감을 제공하며, 주행의 안전성이 확보되도록 한 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 모노레일 궤도를 주행하는 철도차량의 차체 하부에 구성되며, 상기 차체와 연결되는 차체 연결부가 중앙 상부에 구성되며 “Ｈ”형상으로 이루어지고, 대차의 상부를 구성하는 서스펜션 프레임과; 상기 서스펜션 프레임과 차축 어셈블리를 통해 연결되며 대차의 하부를 구성하는 가이드프레임으로 이루어진 모노레일 대차에 있어서, 상기 서스펜션 프레임의 4 모서리에 각각 하부 하우징이 장착되며, 내부에 코일 스프링이 내장됨으로써 수직댐퍼와 함께 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 코일스프링 모듈과; 상기 상부 하우징과 하부 하우징에 각각 결합된 브라켓에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 수직댐퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차가 제공된다.

바람직하게, 상기 코일 스프링 모듈은 상기 서스펜션 프레임의 네 모서리에 각각 그 일측면이 결합되며, 상부가 개방된 원통형상으로 이루어지고, 그 저면 중앙에 하부 스프링시트가 관통되어 장착된 하부 하우징과; 상기 하부 하우징에 하단이 요입되어 상하로 슬라이딩 되며, 그 상면에 다수의 유동롤러가 차체에 밀착될 수 있게 장착되고, 그 하면에 상부 스프링시트가 관통되게 장착된 원통형상의 상부 하우징과; 상기 상부 하우징의 내부 하면과 상기 하부 하우징의 바닥면에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 완충력을 발생시키는 코일 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차가 제공된다.

바람직하게, 상기 하부 하우징은 그 저면에 상기 코일 스프링과 밀착되는 지지판이 더 구비되고, 그 지지판과 하부 하우징의 저면사이에는 쿠션고무판이 삽입된 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차가 제공된다.

바람직하게, 상기 코일 스프링은 그 직경이 상기 유동롤러의 이격길이와 동일한 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차가 제공된다.

본 발명에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차는 코일스프링 모듈의 완충력과 함께, 수직댐퍼의 완충력을 복합적으로 적용하여 차량의 하중 변화 및 좌우 롤링 변위에 대응한 완충력이 작용하게 함으로써 안락한 승차감을 제공하고, 차량 안전성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차의 외형을 도시한 사시도,
도 2a, 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 모노레일 대차에 적용된 코일스프링의 복합 현가시스템을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템을 도시한 요부 확대 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템에 구비된 코일스프링 모듈을 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템에 구비된 코일스프링 모듈을 도시한 측단면도이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차의 외형을 도시한 사시도, 도 2a, 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 모노레일 대차에 적용된 코일스프링의 복합 현가시스템을 도시한 도면이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 대차에 적용되는 수직댐퍼와 함께 그 상면에 다수의 롤러가 장착된 코일스프링 모듈을 구비한 복합 현가시스템을 통해, 고속 코너링시 또는 적재중량이 큰 경우의 진동을 효과적으로 감쇠시켜 안락한 승차감을 제공하며, 주행의 안전성을 보강하도록 한 모노레일 대차이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 대차에 적용되는 수직댐퍼와 함께 그 상면에 다수의 롤러가 장착된 코일 스프링을 구비한 복합 현가시스템을 통해, 차체 하중 변화 및 좌우 롤링변위에 따른 차체 기울림을 감쇠시켜 안락한 승차감을 제공하며, 제동이나 회전시의 안전성을 보강하도록 한 대차장치이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 모노레일 차량의 하부를 구성하면서, 모노레일 궤도를 차량이 주행할 수 있도록 구동 요소들이 장착된 구성인 바, 본 발명에서 적용된 모노레일 궤도(미도시)는 “ㅠ”형 타입의 모노레일 궤도이다.

“ㅠ”형 타입의 모노레일 궤도(5)상을 주행하는 모노레일 차량은 주행륜(16)으로 동력을 전달함으로써 그 주행륜(16)이 상기 모노레일 궤도상을 주행하면서 차량이 진행하는 구조로 이루어진 바, 이때 “ㅠ”형 타입의 모노레일 궤도는 별도의 형상을 형성하기 위한 단조작업이 필요하지 않으며, 대표적인 H 빔의 형상을 취하므로 제작이 쉽고 수월한 부품 공간이 가능하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 철도차량의 차체 하부에 구성되며, 상기 차체와 연결되는 차체 연결부(12)가 중앙 상부에 구성되며 “Ｈ”형상으로 이루어지고, 대차(2)의 상부를 구성하는 서스펜션 프레임(4)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 상기 서스펜션 프레임(4)과 차축 어셈블리(미도시)를 통해 연결되며 대차(2)의 하부를 구성하는 가이드프레임(6)을 포함한다.

상기 주행륜(16)은 상기 서스펜션 프레임(4)과 가이드프레임(6)의 양측면에 둘러쌓인 상태로 장착되고, 상기 모노레일 궤도의 상면에 밀착되어 주행력 및 제동력을 궤도에 전달하는 바퀴이다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차(2)는 복합 현가 시스템(20)이 적용된 바, 그 복합 현가 시스템(20)은 상기 서스펜션 프레임(4)의 4 모서리에 각각 하부 하우징(32)이 장착되며, 내부에 코일 스프링(도 5참조: 62)이 내장됨으로써 수직댐퍼(40)와 함께 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 코일스프링 모듈(30)을 포함한다.

또한, 상기 복합 현가 시스템(20)은 상기 상부 하우징(34)과 하부 하우징(32)에 각각 결합된 브라켓(38,36)에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 수직댐퍼(40)를 포함한다.

상기 수직댐퍼(40)는 진동, 충격을 완충하는 시스템에서 가스나 유체의 특성에 의한 반동(주기 진동)을 완화하기 위한 공지의 수단으로, 본 발명에서 상기 수직댐퍼(40)는 상기 코일 스프링모듈(30)과 함께 적용되어 복합 현가시스템을 구현한다.

상기 코일 스프링모듈(30)에 구성되는 상기 상부 하우징(34)의 상면에는 복수개의 유동롤러(46)가 장착되는 바, 그 유동롤러(46)는 일정거리 이격된 상태에서, 차체와 밀착되어져 있으며 차체의 선회에 대응하여 롤링되도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템을 도시한 요부 확대 평면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템에 구비된 코일스프링 모듈을 도시한 측단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템에 구비된 코일스프링 모듈을 도시한 측단면도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템(20)에 포함되는 상기 코일 스프링 모듈(30)은 각각 분리된 상태에서 상호 결합됨으로써 슬라이딩 가능하게 구비된 하부 하우징(32)과 상부 하우징(34)이 구성되고, 그 하부 하우징(32)과 상부 하우징(34)의 내부에 각각 밀착된 코일 스프링(62)이 구성된다.

보다 상세하게, 상기 하부 하우징(32)은 상기 서스펜션 프레임(4)의 네 모서리에 각각 그 일측면이 결합되며, 상부가 개방된 원통형상으로 이루어지고, 그 저면 중앙에 하부 스프링시트(54)가 관통되어 장착된 수단이다.

상기 상부 하우징(34)은 상기 하부 하우징(32)에 그 하단이 요입되어 상하로 슬라이딩 되며, 그 상면에 다수의 유동롤러(46)가 차체에 밀착될 수 있게 장착되고, 그 하면에 상부 스프링시트(56)가 관통되게 장착된 원통형상으로 이루어진 수단이다.

이때, 상기 하부 스프링시트(54)와 상부 스프링시트(56)는 코일 스프링(62)이 과도하게 완충되어 파손되고, 그로인해 상기 상부 하우징(34)과 하부 하우징(32)이 함께 파손되는 것을 방지하기 위해 상호 접촉하는 시트로서, 무부하시 상기 하부 스프링시트(54)와 상부 스프링시트(56)간의 거리는 상기 상부 하우징(34)과 하부 하우징(32)간의 거리보다 더 짧게 구성된다.

한편, 상기 코일 스프링(62)은 상기 상부 하우징(34)의 내부 하면과 상기 하부 하우징(32)의 바닥면에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 완충력을 발생시키는 수단이다.

바람직하게, 상기 코일 스프링(62)이 상기 상부 하우징(34)과 하부 하우징(32)의 내부에서 임의로 위치이동되는 것을 방지하기 위해, 상기 상부 하우징(34)은 그 하면에 돌출되어 코일 스프링(62)이 끼워지는 상부 삽입부(52)가 형성된다.

또한, 상기 하부 하우징(32)은 그 저면에 상기 코일 스프링(62)과 밀착되는 지지판(58)이 더 구비되는 바, 바람직하게 상기 지지판(58)의 상면에는 돌출되어 코일 스프링(62)이 끼워지는 하부 삽입부(50)가 형성된다.

또, 상기 지지판(58)과 하부 하우징(32)의 저면사이에는 쿠션고무판(60)이 삽입되어 추가적인 코일 스프링의 완충을 보조한다.

이때, 바람직하게 상기 코일 스프링(62)에 가해지는 하중이 코일 스프링(62)에 고르게 작용하게 하기 위해, 차체 하중을 직접 받게 되는 상기 유동롤러(46)와 코일스프링(62)이 동일한 원주상에 위치하고, 더욱 바람직하게 상기 유동롤러(46)의 수직 하부에 코일 스프링(62)의 몸체가 위치되게 하는 것이 효과적이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차는 코일스프링 모듈의 완충력과 함께, 수직댐퍼의 완충력을 복합적으로 적용하여 차량의 하중 변화 및 좌우 롤링 변위에 대응한 완충력이 작용하게 함으로써 안락한 승차감을 제공하고, 차량 안전성을 높일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

2:대차, 4:서스펜션 프레임,
6:가이드 프레임, 20:복합현가시스템,
30:코일스프링모듈, 40:수직댐퍼.

Claims (4)

1. 모노레일 궤도를 주행하는 철도차량의 차체 하부에 구성되며, 상기 차체와 연결되는 차체 연결부가 중앙 상부에 구성되며 “Ｈ”형상으로 이루어지고, 대차의 상부를 구성하는 서스펜션 프레임과; 상기 서스펜션 프레임과 차축 하우징을 통해 연결되며 대차의 하부를 구성하는 가이드프레임으로 이루어진 모노레일 대차에 있어서,
   상기 서스펜션 프레임의 4 모서리에 각각 하부 하우징이 장착되며, 내부에 코일 스프링이 내장됨으로써 수직댐퍼와 함께 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 코일스프링 모듈과;
   상기 상부 하우징과 하부 하우징에 각각 결합된 브라켓에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 차체 수평을 유지하고 진동을 감쇠하는 수직댐퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차.
2. 제 1항에 있어서, 상기 코일 스프링 모듈은,
   상기 서스펜션 프레임의 네 모서리에 각각 그 일측면이 결합되며, 상부가 개방된 원통형상으로 이루어지고, 그 저면 중앙에 하부 스프링시트가 관통되어 장착된 하부 하우징과;
   상기 하부 하우징에 하단이 요입되어 상하로 슬라이딩 되며, 그 상면에 다수의 유동롤러가 차체에 밀착될 수 있게 장착되고, 그 하면에 상부 스프링시트가 관통되게 장착된 원통형상의 상부 하우징과;
   상기 상부 하우징의 내부 하면과 상기 하부 하우징의 바닥면에 그 상단 및 하단이 각각 결합되어 완충력을 발생시키는 코일 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차.
3. 제 2항에 있어서, 상기 하부 하우징은 그 저면에 상기 코일 스프링과 밀착되는 지지판이 더 구비되고, 그 지지판과 하부 하우징의 저면사이에는 쿠션고무판이 삽입된 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차.
4. 제 2항에 있어서, 상기 코일 스프링은 그 직경이 상기 유동롤러의 이격길이와 동일한 것을 특징으로 하는 코일스프링의 복합 현가시스템이 구비된 모노레일 대차.

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