KR20160033973A - 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 높이에 설치된 고가 구조물 위를 주행할 수 있는 모노레일 구조와 이 구조에 적합한 모노레일 운행 장치로 이루어진 모노레일 운행 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 보디와 구동휘일을 구비한 차량, 상기 차량이 주행하는 주행로, 상기 주행로의 상면에 배치한 가이드레일, 상기 가이드레일에 설치하여 주행하는 차량을 가이드하는 가이드레일로 이루어진 모노레일 운행 시스템에 있어서,
상기 주행로의 상면에 일정간격병렬배치한 수평바(100),
상기 수평바의 상면과 수직교차토록 접하도록 체결한 주행레일(110),
상기 주행레일의 중앙에 수직으로 배치되어져, 보기부의 측면가이드롤러와 접하는 가이드레일(120)로 이루어진 주행부(A)와,
상기 가이드레일의 양측면에 접한채 자유회전하면서 주행하는 차량을 지지하는 롤러들로 이루어진 측면가이드롤러(210)들과 가이드레일상면에 접한 채 자유회전하는 수평가이드롤러(211), 그리고 상기 주행레일의 상면을 주행하는 구동휘일(W)로 이루어진 드라이브 보기(Bogie)부,
상기 드라이부 보기부의 측면가이드롤러를 지지하는 수직프레임(215)과 , 상가이드롤러와 탑승부가 안착되어지는 베이스부(230) 그리고 구동발생용 모터를 적재하여 구동휘일(W)에 동력을 공급하는 동력발생부(240)로 이루어진 플렛폼(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저상 모노레일 운행 시스템.
상기 드라이부 보기부의 측면가이드롤러를 지지하는 수직프레임(215)과 , 상가이드롤러와 탑승부가 안착되어지는 베이스부(230) 그리고 구동발생용 모터를 적재하여 구동휘일(W)에 동력을 공급하는 동력발생부(240)로 이루어진 플렛폼(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저상 모노레일 운행 시스템을 개발하였다.
따라서 운행중에 주행표면에 발생하는 요철에 의한 진동이나 차량의 편심으로 인한 차량의 궤도이탈과 같은 심각한 문제를 근본적으로 차단하게 하였다.

Description

저상(底床)) 모노레일 운행 시스템{Low floor Monorail commutting rail and transport system}

본 발명은 일정 높이에 설치된 고가 구조물 위를 주행할 수 있는 모노레일 구조와 이 구조에 적합한 모노레일 운행 장치로 이루어진 저상(底床)) 모노레일 시스템에 관한 것이다.

모노레일은 단일 궤도의 레일 구조를 운행하는 구조로, 복잡한 도심에서 설치가 용이하면서 운영비용이 저렴하여 다양한 형태로 운영되고있다. 통상적으로 차체가 궤도에 매달려서 운행되는 현수식과 궤도 위를 열차가 운행하는 방식인 과좌식으로 구분된다.

특히, 과좌식 모노레일의 경우, 좁은 단일 궤도에서 평형을 유지하기 위하여 주행을 위한 휘일과 별도로 유도바퀴(Guide wheel)을 이용해 운행하여 주행하는 차량의 평형을 유도한다.

도 1에 도시하듯이 전형적인 과좌식 모노레일은 노노레일의 좌추측면에 보조바퀴(5), 안내바퀴(6) 안정바퀴(8)에 의하여 전체적인 주행중의 편심을 잡아주고있다. 주행을 위한 주행용 구동바퀴(1)는 레일의 상면에서 레일면을 따라 주행하도록 구성하고 있다. 상기한 구성은 주행을 위한 구동바퀴가 중앙에 돌출되어지므로 차량단면도에 나오듯이 하부가 구동바퀴로 인하여 부피가 증대한다. 보다 구체적으로는 주행용 구동휘일이 통상 500mm이상의 지름을 갖으면서, 구동 휘일이 주행하는 주행레일의 높이 역시 1000 에서 1200mm정도이므로, 탑승을 위한 탑승하부의 높이는 적어도 1500에서 1700mm가 될 수 밖에 없다.

결국 전체 차량 높이가 증가하면서 탑승에도 불편함은 물론이고 주행중 무게중심이 위로 쏠려 있어 다양한 문제를 유발하고 있다.

상기한 문제를 해소하고자 도 2에 도시한 미합중국 특허 제 6450103호 에서는 주행을 위한 구동휘일을 중앙에 Y 자형의 주행레일(14)을 설치하고 이 주행레일에 접하는 가이드휘일(54)를 설치하여 Y자형 주행레일의 경사진 측면에 접하고 있다. 그리고 구동휘일(52)는 주행로(20)를 주행하는 구성이다.

상기한 특허에 의한 구동시 주행로(20)에 아주 작은 요철이 발생하는 경우 주행중인 차량이 튀어오르면서 진동을 발생한다. 또한 승객이 한 쪽으로 몰려진 경우, 즉, 무게중심이 구동휘일의 어느 한쪽에 치우친 경우 타이어로 제작한 구동휘일이 변형하면서 무게가 쏠리는 현상이 발생한다. 이러한 다양한 원인에 의한 편심에 의한 흔들림이나 진동을 중앙의 가이드휘일이 충분히 잡아주면 아무런 주행중의 문제발생은 없지만 가이드휘일로서는 그러한 흡수능력을 발휘하지 못하여 주행중 레일을 이탈하는 사고가 발생하고 있다.

본 발명은 주행레일에 대한 불안전성을 근본적으로 해소하여 주행시 발생할 수 있는 모든 진동이나 궤도 이탈을 근본적으로 차단한 저상 모노레일 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 주행중 불가피한 진동이나 궤도이탈현상이 발생한다 하여도 복합적인 가이드레일구조와 다중 가이드 휘일로 더 이상의 진동이나 궤도 이탈현상을 확산되지 않도록 구성한 모노레일 운행 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기한 문제를 해소하고자,

보디와 구동휘일을 구비한 차량, 상기 차량이 주행하는 주행로, 상기 주행로의 상면에 배치한 가이드레일, 상기 가이드레일에 설치하여 주행하는 차량을 가이드하는 가이드레일로 이루어진 모노레일 운행 시스템에 있어서,

상기 주행로의 상면에 일정간격으로 설치한 수평바,

상기 수평바와 수직으로 교차하도록 쌍으로 설치한 주행레일,

상기 주행레일의 중앙부에 수직방향으로 설치한 가이드레일을 포함하는 모노레일용 차량 주행부(A)

상기 가이드레일의 양측면과 상면을 동시에 접하여 자유회전하는 롤러들로 이루어진 차량하부의 가이드롤러와,

상기 가이드롤러를 지지하는 수직부, 모노레일차량의 탑승부를 고정하는 베이스부, 그리고 동력발생장치를 좌우에서 지지하여 주행휘일에 대한 동력전달이 가능하게 하는 동력발생부으로 이루어지는 플렛폼(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노레일 운행 시스템을 개발하였다.

본 발명은 특히 가이드롤러와 수직부가 적어도 2이상 접촉하면서 차량운행시 발생가능한 편심의 현상을 근본적으로 흡수토록 하였다.

본 발명은 또한 주행레일과 수평바의 이중적 설치하였다.

본 발명은 모노레일 차량이 운행하는 주행부를 수평바와 주행레일의 이중적 구조에 의하여 운행하는 차량의 구동휘일이 근본적으로 항상 수평을 이루어 발생가능한 궤도이탈이나 진동과 같은 문제를 차단하였다.

본 발명은 또한 가이드롤러가 수직부에 상하로 이중적으로 접하는 동시에 수평가이드롤러의 동시적인 배치로 차량운행시의 평행방향, 수직방향의 어느 방향의 진동이나 편심현상을 모두 흡수하도록 하였다.

도 1 은 종래 모노레일 운행시스템의 구성의 설명도,
도 2 는 종래 모노레일 운행시스템의 단면 구성도,
도 3은 본 발명의 주행부의 정단면도,
도 4 는 본 발명의 주행부의 평면도,
도 5 는 본 발명의 주행부 사시도,
도 6 은 본 발명의 플렛폼의 정면도,
도 7 은 본 발명의 플렛폼의 사시도,
도 8 은 본 발명의 주행레일상에 설치된 상태의 사시도,
도 9 는 본 발명의 탑승부가 적재되어 운행상태를 도시한 사시도,
도 10 은 본 발명의 설치후 주행상태를 도시한 측면도,
도 11 은 본 발명의 설치후 주행상태를 도시한 정면도임.

이하 본 발명의 대표적인 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 저상 모노레일 궤도 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서 모노레일 궤도 시스템이란 승객을 탑승하여 주행하기 위한 탑승부와 구동부 그리고 제어부를 포함하는 차량부와,

상기 차량부가 주행하기 위한 주행레일과 차량을 지지하는 가이드레일을 포함하는 레일부를 함께 포함하는 것이다. 본 발명에서 부, 장치란 표현은 구조적 장치와 함께 이들을 운영하기 위한 소프트웨어들이 함께 조합을 이루어 지는 구성이다.

본 발명은 보디와 구동휘일을 구비한 차량, 상기 차량이 주행하는 주행로, 상기 주행로의 상면에 배치한 가이드레일, 상기 가이드레일에 설치하여 주행하는 차량을 가이드하는 가이드레일로 이루어진 모노레일 운행 시스템에 있어서,

상기 주행로의 상면에 일정간격병렬배치한 수평바(100),

상기 수평바의 상면과 수직교차토록 접하도록 체결한 주행레일(110),

상기 주행레일의 중앙에 수직으로 배치되어져, 보기부의 측면가이드롤러와 접하는 가이드레일(120)로 이루어진 주행부(A)와;

상기 가이드레일의 양측면에 접한채 자유회전하면서 주행하는 차량을 지지하는 롤러들로 이루어진 측면가이드롤러(210)들과 가이드레일상면에 접한 채 자유회전하는 수평가이드롤러(211), 그리고 상기 주행레일의 상면을 주행하는 구동휘일(W)로 이루어진 드라이브 보기(Bogie)부,

상기 드라이부 보기부의 측면가이드롤러를 지지하는 수직프레임(215)과 , 상가이드롤러와 탑승부가 안착되어지는 베이스부(230) 그리고 구동발생용 모터를 적재하여 구동휘일(W)에 동력을 공급하는 동력발생부(240)로 이루어진 플렛폼(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저상 모노레일 운행 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 주행부에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 상기 차량 주행부의 수평바(100)는 금속재질 혹은 콘크리트재질재질로 제작한 ㄱ, ㄷ 자형태의 첸널이나 ㅁ 자 형태의 봉상구조 혹은 I 자형태의 비임구조이다. 상기 수평바는 주행레일간의 간격을 일정하게 유지하는 동시에 주행레일이 접하는 주행면과의 안정된 고정에 의하여 주행시의 안정적인 수평을 유지하게 한다.

그리고 상기 수평바의 중앙에는 별도의 고정구(100a)를 설치하였으며, 이 고정구의 상측에는 가이드레일의 하측단이 고정되어진다. 고정구는 3각구조의 판상 구조체를 연이어 설치한 구조를 예시하고 있으나 이러한 고정구 역시 상기 가이드레일이 고정되어지는 구조로 4각판, 4각봉상체, 5각 혹은 6각과 같은 다각판체등과 같이 다양한 구조가 채용가능하며, 상기 3각판상 구조의 고정구의 예시로 본 발명이 제한되는 것은 아니며 이러한 다양한 구조를 포함한다.

상기 수평바의 양단과 체결되는 주행레일(110)은 구동휘일(W)이 접하여 차량의 전진과 후진을 유도하며, 주행레일이 일반 도로와 달리 수평을 유지하는 구조이므로, 내부에 공기압이 없는 솔리드 타이어를 채용한다. 솔리드 타이어의 채용은 주행시 좌우 타이어의 압력 변화로 인한 좌우 불균형으로 인한 진동이나 편심을 방지하기 위한 것이다. 그러나 차량의 중량이 10인 미만일 경우에는 일반적인 에어타이어의 채용도 가능하다.

본 발명의 또 다른 특징은 도 3에 도시하듯이 상가이드레일(120b)와 하가이드레일(120c)를 중간체결구(120a)에 의하여 일체로 하였다. 그리고 이 상하가이드레일에 상하가이드롤러가 주행중 항시 접한 채 주행이 이루어진다.

본 발명은 또한 상기 가이드레일은 조절형연결구(125)에 의하여 상기 주행레일과 가이드레일간의 높이를 임의로 조절가능하도록 하였다. 조절형 연결구란 중앙에 설치하는 가이드레일(120)이 양측에 설치한 주행레일과 높이에 있어 차이를 두도록 하였다. 이러한 구성은 차량의 규격, 즉, 탑승인원의 대소와 차량의 크기가 변화하면 가이드레일의 크기와 높이에도 적절한 변화를 주어 최적의 안정성을 확보할 수 있게 하였다. 예를 들어 10, 20인승의 경우에는 탑승부의 크기와 무게가 50인상의 것보다 작기 때문에 상가이드레일(120b)와 하가이드레일(120c)를 사이의 간격이 보다 직게 구성하며, 반대인 경우에는 탑승부의 크기와 무게에 따라 비례적으로 크게 구성할 수 있게 하였다.

본 발명의 플렛폼에 대하여 설명한다.

본 발명의 플렛폼은 상기 가이드레일의 양측면에 접한 채 자유롭게 회전하면서 주행하는 차량을 지지하는 롤러들로 이루어진 측면가이드롤러(210)와 가이드레일상면에 접한 채 자유회전하는 수평가이드롤러(211), 그리고 주행레일의 상면을 주행하는 구동휘일(W)를 포함한 주행롤러부로 이루어진다.

상기 측면가이드롤러를 지지하는 수직프레임(216)은 상기 베이스부의 하측으로 수직돌출한 형태이다. 그리고 수직프레임의 하단부에서부터 베이스부까지 가이드롤러지지축(215a)를 배치하며, 이 가이드롤러지지축에는 가이드롤러들이 자유롭게 회동하도록 체결되어져, 가이드레일의 양측면을 따라 접한 채 자유롭게 회동하도록 구성하였다. 상기 수직프레임의 외측으로는 구동휘일(W)을 설치할 수 있는 구동휘일 공간부를 형성한 다음 구동모터와 동력전달장치등을 배치한 동력발생부(240)를 설치하였다. 동력발생부의 구동모터의 출력축과 연결된 엑셀축(251)은 구동휘일과 디스크브레이크(255)를 관통하도록 설치하여 주행레일의 상면을 따라 차량의 주행이 가능하게 하였다.

상기한 수직프레임은 좌우 한쌍으로 구성되어져 상기 상가이드레일(120b) 그리고 하가이드레일(120c)의 양측면에 가이드롤러들이 동시에 접촉하여 주행시 차량의 쏠림을 근본적으로 차단하여 준다.

본 발명의 플렛폼의 동력발생부(240)는 구동지지부(241)에 의하여 구동모터(240a)을 지지하며, 구동휘일과 동력발생부의 구동모터의 사이에는 별도의 디스크브레이크(255)를 설치하였다.

본 발명의 또 다른 특징은 베이스부(230)의 전후단에 가이드레일과 일정한 거리를 두고 수평가이드롤러(211)을 설치하여, 예기치 못한 전후 진동이나 쏠림이 발생할 경우 수평가이드롤러가 상가이드레일 상면에 접하여 더 이상의 전후방향 쏠림을 방지하여 주행안정성을 확보하였다.

이상의 본 발명의 구조적 특징에 따른 실제 주행 특성을 설명한다.

본 발명의 주행특성중에서 본 발명의 가장 주요한 특징은 상하, 좌우 그리고 전후 방향으로 발생하는 다양한 진동의 원인으로 인한 주행시의 문제를 해경하는과정을 중심으로 설명한다.

주행시에 좌우 진동은 구동휘일이 주행레일상을 진행하면서 주행레일 구조적인 결함에 의한 좌우진동, 숭객의 편중된 탑승에 의한 무게중심의 변이 등의 다양한 원인으로 발생시, 본 발명은 상가이드롤러(210a)와 하가이드롤러(210b)에 의하여 1차적인 좌우진동을 흡수하여 더이상의 좌우진동의 확산을 차단하여 준다.

상하진동의 발생이 되는 경우에는 상기 상가이드롤러(210a)와 하가이드롤러(210b)가 상가이드롤러와 하가이드롤러에 항시 접한 채 주행이 이루어지므로, 상하가이드롤러의 표면을 따라 승강하면서 흡수하여 준다. 그리고 본 발명에서는 수평가이드롤러(212)가 베이스부(230)의 전후에 설치되어져 하강이 계속 진행되는 것을 방지한다. 즉, 수평가이드롤러에 의하여 더 이상의 하강이 차단되어진다.

또한 앞뒤, 즉 전후방향으로의 진동이 발생할 경우에는 수평가이드롤러에 의하여 차단이 이루어진다.

이상 본 발명은 모노레일 주행시에 발생하는 전후, 좌우, 상하방향의 모든 진동을 흡수하여 정확한 주행이 가능하게 함으로, 모노레일의 고속 주행에 따른 모든 단점을 최대한 억제하게 하였다.

A:주행부 W:구동휘일
100:수평바 110:주행레일 120:가이드레일
B:플렛폼
215:가이드롤러 230:베이스부 240:동력발생부 240c:엑셀축

Claims (6)

1. 보디와 구동휘일을 구비한 차량, 상기 차량이 주행하는 주행로, 상기 주행로의 상면에 배치한 가이드레일, 상기 가이드레일에 설치하여 주행하는 차량을 가이드하는 가이드레일로 이루어진 모노레일 운행 시스템에 있어서,
   상기 주행로의 상면에 일정간격병렬배치한 수평바(100),
   상기 수평바의 상면과 수직교차토록 접하도록 체결한 주행레일(110),
   상기 주행레일의 중앙에 수직으로 배치되어져, 보기부의 측면가이드롤러와 접하는 가이드레일(120)로 이루어진 주행부(A)와,
   상기 가이드레일의 양측면에 접한채 자유회전하면서 주행하는 차량을 지지하는 롤러들로 이루어진 측면가이드롤러(210)들과 가이드레일상면에 접한 채 자유회전하는 수평가이드롤러(211), 그리고 상기 주행레일의 상면을 주행하는 구동휘일(W)로 이루어진 드라이브 보기(Bogie)부,
   상기 드라이부 보기부의 측면가이드롤러를 지지하는 수직프레임(215)과 , 상가이드롤러와 탑승부가 안착되어지는 베이스부(230) 그리고 구동발생용 모터를 적재하여 구동휘일(W)에 동력을 공급하는 동력발생부(240)로 이루어진 플렛폼(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저상 모노레일 운행 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   주행부의 수평바(100)는 양측단에 주행레일(110)과 체결하고, 가이드레일(120)도 상기 수평바에 체결하되,
   상기 가이드레일은 조절형연결구(125)에 의하여 상기 주행레일과 가이드레일간의 높이를 임의로 조절가능하면서 설치하는 것을 특징으로 하는 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   주행부의 가이드레일(120)은 주행레일의 중앙에 수직으로 돌출된 구조로서,
   가이드롤러(210)들이 상가이드레일(120b) 그리고 하가이드레일(120c)에 동시에 접촉하여 회동하는 것을 특징으로 하는 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   플렛폼은 가이드레일의 양측면에 접한 채 자유롭게 회전하면서 주행하는 차량을 지지하는 롤러들로 이루어진 측면가이드롤러(210)와 가이드레일상면에 접한 채 자유회전하는 수평가이드롤러(211), 그리고 주행레일의 상면을 주행하는 구동휘일(W)를 포함한 주행롤러부,
   상기 측면가이드롤러를 지지하도록 수직돌출한 수직프레임(216), 수직프레임의 하단부에서부터 베이스부까지 배치하여 가이드롤러들을 자유회동가능하게 지지하는 가이드롤러지지축(215a), 수직프레임의 외측으로는 구동휘일(W)을 설치할 수 있는 구동휘일 공간부를 형성하여 구동모터와 동력전달장치들을 포함한 동력발생부(240)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템
   
5. 제 1 항에 있어서,
   플렛폼의 동력발생부(240)는 구동지지부(241)에 의하여 구동모터(240a)을 지지하며, 구동휘일과 동력발생부의 구동모터의 사이에는 별도의 디스크브레이크(255)를 설치하는 것을 특징으로 하는 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   베이스부(230)의 전후단에 가이드레일과 일정한 거리를 두고 수평가이드롤러(211)을 설치하며,
   상기 수평가이드롤러는 수평가이드롤러지지부(211a)상면과 탑승부(P)의 하면을 일체로 체결하는 것을 특징으로 하는 저상(底床)) 모노레일 운행 시스템.
   
   

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