KR20160089670A - 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널 천장에 모노레일을 설치하여 전동식 모터에 의한 주행으로 터널 내부의 전등이나 배기팬 같은 시설물을 정기점검하고 수리 및 교체할 수 있도록 하되, 터널 천장에서 밑으로 돌출되는 높이가 최소화되도록 하고, 경사구간에는 래크기어 및 피니언을 구비하여 미끄럼 없이 주행 가능하며, 특히 곡선구간에서는 레일에 놓인 바퀴와 작업대를 볼조인트로 연결하여 작업대의 곡선주행이 가능한 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 터널 내부의 천장에 차량의 주행방향을 따라 레일이 구비되고; 상기 레일에는 양쪽으로 구비된 구동바퀴를 모터로 회전시키는 구동수단이 구비되고; 상기 구동수단과 떨어져서 상기 레일의 양쪽으로 종동바퀴를 갖는 종동수단이 구비되며; 상기 구동수단 및 종동수단의 하부에 지주를 통하여 매달리는 작업대가 구비되어 작업자가 상기 작업대에 탑승하여 터널 내부의 램프 및 배기팬 같은 시설물을 점검하도록 한 특징이 있다.

Description

터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일{Underslung monorail for the tunnel facilities inspection}

본 발명은 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널 천장에 모노레일을 설치하여 전동식 모터에 의한 주행으로 터널 내부의 램프나 배기팬 같은 시설물을 정기점검하고 수리 및 교체할 수 있도록 하되, 경사구간에는 래크기어 및 피니언을 구비하여 미끄럼 없이 주행 가능하며, 특히 곡선구간에서는 레일에 놓인 바퀴와 작업대를 볼조인트로 연결하여 작업대의 곡선주행이 가능한 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일에 관한 것이다.

일반적으로 철도는 2개의 철제레일(궤도)을 이용하여 차량이 달리는 데 비해, 하나의 주행궤도를 사용하여 차량을 주행시키는 것을 모노레일(10)이라 한다. 모노레일은 크게 나누어서 차량을 선로에 걸터앉히는 과좌식(跨座式 straddled type)과 선로에 매다는 현수식(懸垂式 suspended type)이 있다.

본 발명은 현수식 모노레일에 관한 것으로서, 이러한 현수식을 이용한 시설물 점검용 장치는 특허 제401251호에 개재된 바 있다. 이는 교량 하부에 설치되어 교좌장치 또는 교각의 상태를 점검하기 위한 것으로서, 주점검대는 상설고정형으로 교각에 고정설치되는 동시에 필요시에 주행레일과 결합하여 고정 상태를 해제하여 이동하면서 다리 전체에 대한 보수점검을 가능하도록 구성한 이동식 교량점검작업차이다.

그러나 종래의 교량점검작업차는 상부종동차, 하부종동차, 그리고 상부,하부종동차 사이에 1차수직연결봉 등으로 구성되는데, 상부종동차는 주행레일에, 하부종동차는 주점검대에 각각 부착되어 구조가 복잡하고, 특히 상부종동차는 수평연결봉으로 구동차에 연결되어 구동차에 의해 견인하도록 되어 있기 때문에, 하부 공간에 여유가 있는 교량에는 적용가능하나, 터널의 천장에 매달아 설치할 경우 차량과 충돌 위험이 있으므로, 터널 내부를 점검하는데 종래의 특허를 이용할 수 없는 기술적인 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 터널 천장에 모노레일을 설치하여 전동식 모터에 의한 주행으로 터널 내부의 전등이나 배기팬 같은 시설물을 정기점검하고 수리 및 교체할 수 있도록 하되, 터널 천장에서 밑으로 돌출되는 높이가 최소화되도록 하고, 경사구간에는 래크기어 및 피니언을 구비하여 미끄럼 없이 주행 가능하며, 특히 곡선구간에서는 레일에 놓인 바퀴와 작업대를 볼조인트로 연결하여 작업대의 곡선주행이 가능한 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일을 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 터널 내부의 천장에 차량의 주행방향을 따라 레일이 구비되고; 상기 레일에는 양쪽으로 구비된 구동바퀴를 모터로 회전시키는 구동수단이 구비되고; 상기 구동수단과 떨어져서 상기 레일의 양쪽으로 종동바퀴를 갖는 종동수단이 구비되며; 상기 구동수단 및 종동수단의 하부에 지주를 통하여 매달리는 작업대가 구비되어 작업자가 상기 작업대에 탑승하여 터널 내부의 램프 및 배기팬 같은 시설물을 점검하도록 한 특징이 있다.

본 발명에 따르면 터널 내부의 천장에 레일을 설치하고, 레일에는 구동수단과 종동수단이 서로 떨어져 구비되며, 이들 구동 및 종동수단의 하부로 지주를 통하여 작업대가 연결된다. 상기 작업대는 안전을 위한 난간이 구비되는데, 난간은 힌지부를 통하여 접어지고 펴지도록 하여 작업대의 주행중에 터널 천장에 매달린 돌출된 장애물이 있을 때 이를 피할 수 있도록 구성된다.

상기 구동수단에는 모터로 작동되는 구동바퀴가 레일의 양쪽으로 구비되어 직선구간에서 바퀴의 힘으로 작업대가 터널 내부를 주행할 수 있도록 구비되는데, 5°이상의 경사구간에서는 바퀴가 헛돌면서 미끄러질 수 있으므로 이를 감안하여 경사구간의 레일 밑면에는 직선형 래크기어가 구비된다. 그리고 구동수단에는 상기 래크기어와 치합되는 피니언이 구비되어서 피니언이 래크기어와 치합되어 미끄럼 없이 작업대를 경사구간에서 이동시킬 수 있다.

또한 곡선구간에서 서로 떨어진 구동수단과 종동수단이 원활히 주행가능하도록 하기 위하여 상기 종동수단에 상기 작업대와 연결되는 볼조인트부를 마련한 특징이 있다. 볼조인트부에 의해 상기 작업대의 후방과 상기 종동수단은 제자리 회전가능하게 연결되고, 작업대의 전방은 구동수단과 제자리 회전되지 않게 고정 연결된다.

상기 구동수단과 종동수단이 곡선구간을 따라 주행하는 동안 작업대의 전방은 구동수단과 나란하게 움직이는 반면에, 후방은 상기 볼조인트부를 통하여 상기 종동수단과 어긋나면서 작업대가 곡선구간을 주행할 수 있게 된다. 따라서 직선구간 뿐만 아니라 경사구간과 곡선구간에서도 작업대를 레일에 매달고 주행하면서 터널 천장에 매달린 램프와 배기팬 같은 시설물을 점검 및 보수할 수 있다.

그리고 시설물을 점검하는 동안 차량의 통행에 지장이 없으므로 종래 한쪽 차선을 통제하고 고가 사다리차 같은 장비를 이용하여 터널 천장의 시설물을 점검할 때 보다 안전하고, 작업자와 고가 장비의 사용이 줄어들어 비용이 절감되며, 특히 차량 통행을 방해하지 않으므로 교통흐름에 지장을 주지 않는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 현수식 모노레일의 터널내 설치상태를 나타낸 개념도
도 2는 본 발명 한 실시예의 모노레일의 측면도
도 3은 본 발명 한 실시예의 모노레일의 구동수단을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명 한 실시예의 모노레일의 종동수단을 나타낸 단면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 모노레일의 경사구간 설치상태를 나타낸 개념도

도 1 내지 도 5에서 본 발명 한 실시예의 현수식 모노레일은 터널 내부의 천장에 앵커볼트 등으로 고정되는 레일(10)이 구비된다. 상기 레일(10)은 램프(60) 및 배기팬(61) 같은 시설물을 피해 한쪽으로 구비되며, 레일(10)에는 구동수단(20)과 종동수단(30)이 서로 떨어져 구비된다. 그리고 상기 구동수단(20)과 종동수단(30)에는 하부에 지주(41)를 통하여 작업대(40)가 구비된다.

상기 작업대(40)는 작업자가 탑승하는 공간으로 안전을 위하여 양쪽으로 난간(42)이 구비된다. 상기 난간(42)은 절첩식으로 구성하기 위하여 하단은 힌지부(43)를 통하여 작업대(40)와 연결되고, 상단은 와이어(44) 끝단을 구동수단(20) 및 종동수단(30)의 측면에 고리(45)로 걸어 연결한다.

상기 구동수단(20)은 상기 레일(10)의 양쪽으로 놓이는 구동바퀴(21)가 구비되고, 상기 각 구동바퀴(21)에는 종동기어(22)가 구비된다. 상기 종동기어(22) 들은 연결축(24)의 양방향으로 마련된 연결기어(23)와 치합되며, 상기 연결축(24)의 중앙에는 피니언(25)이 구비된다. 그리고 상기 피니언(25)은 구동기어(26)와 치합되고, 구동기어(26)는 모터(27)와 연결되어서, 상기 모터(27)의 전동력이 상기 구동기어(26) 및 피니언(25)을 통하여 연결축(24)으로 전달되면, 양방향의 연결기어(23)를 통하여 구동기어(26)가 회전되고, 이때 구동바퀴(21)가 레일(10)에서 주행된다.

상기 종동수단(30)은 상기 레일(10)의 양쪽으로 놓이는 종동바퀴(31)가 구비되며, 상기 종동수단(30)의 하부에는 상기 지주(41)와 볼조인트부(32)를 통하여 연결된다. 그리고 곡선구간에는 상기 레일(10)의 밑면으로 래크기어(50)가 구비되고, 상기 피니언(25)에는 상기 래크기어(50)와 치합되는 아이들기어(28)가 구비된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예는 터널 천장에 매달려 고정된 레일(10)의 전,후방에 서로 떨어진 구동수단(20)과 종동수단(30)이 구비되고, 이들 구동 및 종동수단(20)(30)의 하부에 지주(41)를 통하여 작업대(40)가 매달려 구비된다. 따라서 작업대(40)에 작업자가 탑승하면 구동수단(20)에 의해 작업대(40)가 터널 내부를 주행하기 때문에 차량의 흐름과 무관하게 터널 내부의 천장에 매달린 램프(60) 및 배기팬(61) 같은 시설물을 편리하게 점검할 수 있다.

상기 작업대(40)의 주행과정은 다음과 같다. 먼저 모터(27)로 전기가 공급되면 구동기어(26)의 회전으로 피니언(25)이 회전되는데, 이때 연결축(24)이 함께 회전된다. 그리고 연결축(24)의 양단으로 구비된 연결기어(23)와 치합된 종동기어(22)가 회전되면 구동바퀴(21)들이 함께 회전되면서 레일(10)에서 주행된다. 따라서 작업대(40)는 레일(10)을 따라 주행하는 구동바퀴(21)에 의해 원하는 지점으로 편리하게 이동된다.

만약 경사구간이 나타나면 레일(10) 밑면에 형성된 래크기어(50)와 아이들기어(28)가 서로 치합된다. 상기 아이들기어(28)는 직선구간에서는 레일(10)의 밑면에 근접된 상태로 구비되어서 주행과 무관하게 상기 피니언(25)과 치합되어 혼자서 헛돌게 된다. 그러나 경사구간을 만나게 되면 레일(10) 밑면으로 돌출된 래크기어(50)와 치합된다.

따라서 래크기어(50)와 치합된 아이들기어(28)는 모터(27)의 회전력이 피니언(25)을 통하여 그대로 전달되기 때문에 경사구간에서 아이들기어(28)의 회전력으로 작업대(40)가 주행된다. 이때 바퀴(21)는 직선구간에서와 동일하게 계속 회전되고 있으나, 작업대(40)의 주행에 주도적인 역할을 하지 않고 단순히 레일(10)에 놓여 회전되는 역할만 한다.

곡선구간에서 작업대(40)는 상기 구동수단(20)과 지주(41)를 통하여 직접 연결되기 때문에 상기 구동수단(20)과 동일한 방향으로 꺾이면서 틀어진다. 이때 작업대(40)의 후방이 함께 틀어지는데, 상기 작업대(40)의 후방은 볼조인트부(32)를 통하여 지주(41)와 종동수단(30)이 연결된 상태이므로, 작업대(40)의 후방이 틀어지는 동안 상기 종동수단(30)은 레일(10)에서 벗어나지 않고 곡선구간을 원활히 주행한다.

상기 종동수단(30)은 종동바퀴(31)가 단순히 레일(10)에 놓여서 작업대(40)를 지탱하는 역할을 한다. 따라서 곡선구간에서 작업대(40)의 후방이 틀어지더라도 상기 종동수단(30)이 상기 레일(10)을 따라 이동되는데 지장을 주지 않도록 상기 볼조인트부(32)와 상기 작업대(40)의 후방이 지주(41)를 통하여 연결되므로 곡선구간도 원활한 주행이 가능해진다.

그리고 작업대(40)의 주행중에 시설물을 지나는 동안 난간(42)이 시설물에 걸릴 경우 고리(45)를 풀고 난간(42)을 수평상태 또는 아래로 처진 상태로 만들어주면, 시설물을 닿지 않고 피해갈 수 있다.

10 : 레일 20 : 구동수단
21 : 구동바퀴 22 : 종동기어
23 : 연결기어 24 : 연결축
25 : 피니언 26 : 구동기어
27 : 모터 28 : 아이들기어
30 : 종동수단 31 : 종동바퀴
40 : 작업대 41 : 지주
42 : 난간 50 : 래크기어

Claims (4)

1. 터널 내부의 천장에 차량의 주행방향을 따라 레일이 구비되고;
   상기 레일에는 양쪽으로 구비된 구동바퀴를 모터로 회전시키는 구동수단이 구비되고;
   상기 구동수단과 떨어져서 상기 레일의 양쪽으로 종동바퀴를 갖는 종동수단이 구비되며;
   상기 구동수단 및 종동수단의 하부에 지주를 통하여 매달리는 작업대가 구비되어 작업자가 상기 작업대에 탑승하여 터널 내부의 램프 및 배기팬 같은 시설물을 점검하도록 한 것을 특징으로 하는 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동수단은 상기 구동바퀴마다 종동기어가 구비되고, 상기 각 종동기어들과 치합되는 연결기어들이 연결축을 통하여 구비되며,
   상기 연결축의 중앙에는 상기 모터의 구동기어와 치합되는 피니언이 구비됨을 특징으로 하는 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 종동수단은 상기 작업대와 연결되는 지주에 볼조인트부가 구비되어서 상기 작업대의 후방이 곡선구간에서 틀어질 때 상기 종동수단은 레일에서 벗어나지 않도록 한 것을 특징으로 하는 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 작업대의 양쪽에는 난간이 구비되는데,
   상기 난간은 작업대와 힌지부를 통하여 회동 가능하게 구비되고,
   상기 난간의 상단은 상기 구동수단 및 종동수단의 측면과 고리를 갖는 와이어로 연결되어 상기 난간이 펼쳐질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 터널내 시설물 점검용 현수식 모노레일.

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